O sequestro de carbono por rametes de Typha - PPGCIAC

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS E
CONSERVAÇÃO
CO2
CO2
O sequestro de carbono por rametes de
Typha domingensis Pers. (Typhaceae) no
contexto de adaptação e mitigação das
mudanças climáticas
MAYCON GRANADOS BELARMINO
CO2
2013
ii
O sequestro de carbono por rametes de Typha domingensis Pers.
(Typhaceae) no contexto de adaptação e mitigação das mudanças
climáticas
Maycon Granados Belarmino
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de
Pós-graduação
em
Ciências
Ambientais
e
Conservação, da Universidade Federal do Rio de
Janeiro, como parte dos requisitos necessários à
obtenção do título de Mestre em Ciências Ambientais
e Conservação.
Orientador: Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros
Co-orientador: Dr. Flávio Machado da Silva
Macaé
Abril de 2013
iii
Belarmino, Maycon Granados
O sequestro de carbono por rametes Typha
domingensis Pers. (Typhaceae) no contexto de adaptação e
mitigação das mudanças climáticas/ Maycon Granados
Belarmino. – Rio de Janeiro: UFRJ/ NUPEM, 2013.
xv, 74f.: il.; 29,7 cm.
Orientador: Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros
Co-orientador: Dr. Flávio Silva Machado
Dissertação (mestrado) – UFRJ/ NUPEM/ Programa
de Pós-graduação em Ciências Ambientais e Conservação,
2013.
Referências Bibliográficas: f. 65-74.
1. Sequestro de carbono. 2. Typha domingensis Pers. 3.
Adaptação às mudanças climáticas. 4. Mitigação das
mudanças climáticas. 5. Mecanismos de desenvolvimento
limpo. I. Barros, Marcos Paulo Figueiredo de. II. Universidade
Federal do Rio de Janeiro, Núcleo de Pesquisas e
Desenvolvimento Sócio Ambiental de Macaé, Programa de
Pós-graduação em Ciências Ambientais e Conservação. III.
Título
iv
O SEQUESTRO DE CARBONO POR RAMETES DE TYPHA DOMINGENSIS PERS. (TYPHACEAE) NO
CONTEXTO DE ADAPTAÇÃO E MITIGAÇÃO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Maycon Granados Belarmino
Orientador: Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros
Co-orientador: Dr. Flávio Machado da Silva
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Ciências
Ambientais e Conservação, Núcleo de Pesquisas Ecológicas e Desenvolvimento Sócio
Ambiental de Macaé, da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, como parte
integrante dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ciências
Ambientais e Conservação.
Aprovada por:
__________________________________________________________________________
Presidente, Professor Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros
______________________________________________________________________
Professor Dr. Francisco de Assis Esteves
______________________________________________________________________
Professor Dr. Fábio Rubio Scarano
Macaé
Abril de 2013
v
À minha querida mãe por tudo que sou.
(in memorian)
vi
AGRADECIMENTOS
Ao professor Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros, pela orientação,
pela competência, pela amizade e pela confiança dedicada a mim desde o nosso
reencontro quando eu o procurei em sua sala pedindo orientação no mestrado.
Ao professor Dr. Flávio da Silva Machado, pela co-orientação, pelas
valiosas sugestões no desenvolvimento deste projeto de pesquisa e pela nossa
amizade.
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de janeiro
(FAPERJ), por financiar esta dissertação, através da concessão de bolsa de
estudo.
Ao professor Dr. Rodrigo Lemes e a Dr. Thais Laque pelas correções e
valiosas sugestões durante a qualificação.
Ao professor Dr. Felipe Vasconcellos, pela paciência e pelas valiosas
sugestões para o texto da dissertação durante a pré-banca.
Aos Professores Dr. Francisco de Assis Esteves e Dr. Fábio Rubio Scarano
pela participação e sugestões concedidas na banca de defesa da dissertação.
A Nathália Erasmi por ter tido a ideia e ter oportunizado o vínculo que
me possibilitou conhecer o professor Dr. Flávio da Silva Machado, meu coorientador.
Ao
meu
amigo
Fabrício
de
Almeida,
pela
amizade,
por
ter
me
apresentado o Dr. Flávio da Silva Machado e por ter dado valiosas sugestões
para esta dissertação.
Ao amigo e técnico de campo, João Marcelo pela imprescindível ajuda
durante o trabalho de campo, e pelos bons momentos de descontração.
A amiga Aliny, pela valiosa ajuda durante o trabalho de campo e pela sua
alegria que a todos contagia.
A Izabela Silva dos Santos, pela amizade, pela grande ajuda nas análises
de laboratório e pela revisão da dissertação e do resumo.
Ao coordenador do PPGCiAC Professor Dr. Pablo Rodrigues Gonçalves e
ao
secretário
da
pós-graduação
Alexandre
por
toda
ajuda
nas
questões
burocráticas que envolvem o mestrado.
Aos amigos Rodrigo Félix, Maria Silvina e Guilherme Alfenas, pela valiosa
ajuda e pelos inúmeros momentos alegres durante o trabalho de campo.
Aos amigos e colegas do Laboratório de Ecologia Aquática da UFRJMacaé em especial a Daniele Rossi, Mariana Huguet, Paula Portilho e Bruno
Soares.
vii
Aos amigos e colegas do laboratório de Limnologia da UFRJ em especial a
Daniela, Daniel e Juliana.
A toda minha família em especial a meu pai Manoel, pelo amor e pelo
exemplo de caráter e honestidade.
A minha mãe que mesmo não estando mais entre nós, sempre foi a
maior incentivadora de minha educação e também por ser um exemplo de
mulher, de força e de luta. Gostaria que estivesse aqui para compartilhar esse
momento. Faltou pouco, mas onde quer que esteja saiba que este trabalho
também é seu.
Ao meu companheiro e amigo Fábio Ornellas, por sempre estar ao meu
lado, me apoiando e me dando a força necessária.
Aos
meus
filhos
de
quatro
patas
Pólo
e
Pipo,
por
nunca
me
abandonarem e por estarem sempre ao meu lado me transmitindo paz e alegria
enquanto eu escrevia!
A todos que colaboraram para a finalização deste trabalho.
Sobretudo a Deus ...
viii
CITAÇÕES
“Há um tempo em que é preciso abandonar as roupas usadas, que já tem a
forma do nosso corpo, e esquecer os nossos caminhos, que nos levam sempre aos
mesmos lugares. É o tempo da travessia: e, se não ousarmos fazê-la, teremos
ficado, para sempre, à margem de nós mesmos.”
(Fernando Pessoa)
Poética
“De manhã escureço
De dia tardo
De tarde anoiteço
De noite ardo.
A oeste a morte
Contra quem vivo
Do sul cativo
O este é meu norte.
Outros que contem
Passo por passo:
Eu morro ontem
Nasço amanhã
Ando onde há espaço:
– Meu tempo é quando.”
(Vinícius de Moraes)
“A felicidade aparece para aqueles que choram.
Para aqueles que se machucam.
Para aqueles que buscam e tentam sempre.”
(Clarice Lispector)
“Tenho em mim todos os sonhos do mundo.”
(Fernando Pessoa)
ix
RESUMO
O SEQUESTRO DE CARBONO POR RAMETES DE TYPHA DOMINGENSIS PERS. (TYPHACEAE) NO
CONTEXTO DE ADAPTAÇÃO E MITIGAÇÃO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Maycon Granados Belarmino
Orientador: Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros
Co-orientador: Dr. Flávio Machado da Silva
Resumo da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação
em Ciências Ambientais e Conservação, Núcleo de Pesquisas Ecológicas e
Desenvolvimento Sócio Ambiental de Macaé, da Universidade Federal do Rio de Janeiro
– UFRJ, como parte integrante dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre
em Ciências Ambientais e Conservação.
O sequestro de carbono vem sendo apontado como uma das melhores soluções para
diminuir a emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera. Existem muitos estudos
sobre o sequestro de carbono por espécies vegetais florestais, porém são quase
inexistentes estudos que investiguem o papel da vegetação dos ambientes aquáticos
neste processo. O objetivo principal deste trabalho é quantificar o sequestro de carbono
promovido por Typha domingensis Pers. com a finalidade de obtenção de dados que
possam embasar o uso desta espécie de planta aquática como modelo para projetos de
adaptação e mitigação das mudanças climáticas. Inicialmente, na lagoa Jurubatiba
(Macaé, RJ), 30 rametes de T. domingensis tiveram o seu crescimento acompanhado.
Durante esta fase do projeto, foram determinadas as taxa de crescimento absoluto (TCA)
e a taxa de sequestro de carbono (TSC) dos mesmos. Dos rametes utilizados no estudo,
15 foram cortados no nível da água e comparados com os outros 15 (não cortados) para
verificar se o corte dos rametes afetaria a TCA e a TSC. Os dados aqui apresentados
mostram que para aumentar o sequestro de carbono do ambiente, o corte dos rametes
de T. domingensis não deve ser realizado em plantas com altura inferior a 1,5 m, pois foi
somente a partir desta altura que se observou um aumento na incorporação de carbono.
Os dados mostram ainda correlações significativas entre o tempo de amostragem e as
TCA e TSC, o que evidencia diferentes estratégias de alocação de recursos durante o
desenvolvimento dos rametes de T. domingensis. Em uma etapa posterior deste trabalho,
foi verificado se o grau de trofia do ambiente interfere no teor de carbono e no peso de
carbono dos rametes de T. domingensis. Para este fim, foram coletados rametes em
ecossistemas com graus diferenciados de trofia, a saber: a lagoa Jurubatiba, um
ambiente oligotrófico; a lagoa Imboassica, um ambiente eutrofizado; e Canal CamposMacaé, um ambiente hipereutrofizado. Os dados obtidos mostram que o grau de trofia
do ecossistema influencia no teor de carbono e no peso de carbono de rametes de T.
domingensis. O teor de carbono dos rametes no ecossistema oligrotrófico é maior e
significativamente diferente dos demais ecossistemas, enquanto o peso de carbono dos
rametes é maior e significativamente diferente nos ecossistemas eutrofizados. Outro
dado importante aqui apresentado é que o teor de carbono de rametes de T. domingensis
é semelhante ao teor de carbono encontrado em espécies lenhosas utilizadas em
projetos de sequestro de carbono. Assim, devido à sua ampla distribuição, sua
expressiva taxa de sequestro de carbono e seu elevado teor de carbono, T. domingensis
x
poderia ser uma espécie de planta aquática modelo para projetos de sequestro de
carbono nos ambientes aquáticos brasileiros. Como citado, o corte na altura da lâmina
d’água não afeta a TCA e a TSC e pode ser uma estratégia de manejo eficaz para projetos
de sequestro de carbono que utilizem T. domingensis. Estações manejadas de tratamento
de efluentes utilizando T. domingensis podem se candidatar a projetos inseridos nos
mecanismos de desenvolvimento limpo a partir da sistematização dos métodos de
quantificação do carbono estocado pelo crescimento dos rametes e a partir de propostas
de usos para o carbono estocado, evitando o seu retorno à atmosfera. Além disso, como
adaptação às mudanças climáticas, cooperativas de artesanato que utilizem T.
domingensis como matéria prima podem ser beneficiar pela agregação de valor ao
produto artesanal produzido através da quantificação do carbono estocado em cada
peça artesanal e o consumidor, ao adquirir o produto, estaria contribuindo para a
diminuição da emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera.
Palavras-chave: sequestro de carbono, Typha domingensis Pers., adaptação às mudanças
climáticas, mitigação das mudanças climáticas, mecanismos de desenvolvimento limpo.
Macaé
Abril de 2013
xi
ABSTRACT
CARBON SEQUESTRATION BY RAMETS OF TYPHA DOMINGENSIS PERS. (TYPHACEAE) IN THE
CONTEXT OF ADAPTATION AND MITIGATION OF CLIMATE CHANGE
Maycon Granados Belarmino
Orientador: Dr. Marcos Paulo Figueiredo de Barros
Co-orientador: Dr. Flávio Machado da Silva
Abstract da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação
em Ciências Ambientais e Conservação, Núcleo de Pesquisas Ecológicas e
Desenvolvimento Sócio Ambiental de Macaé, da Universidade Federal do Rio de Janeiro
– UFRJ, como parte integrante dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre
em Ciências Ambientais e Conservação.
Carbon sequestration has been considered as one of the best solutions to reduce the
emission of greenhouse gases into the atmosphere. There are many studies of carbon
sequestration by forest plant species, but are almost nonexistent studies investigating
the role of aquatic vegetation in this process. The main objective of this work is to
quantify carbon sequestration promoted by Typha domingensis Pers. in order to obtain
data that can support the use of this kind of aquatic plant as a model for projects for
adaptation and mitigation of climate change. Initially, in the Jurubatiba lagoon, 30
ramets of T. domingensis had its growth accompanied. During this phase of the project,
the absolute growth rate (TCA) and the rate of carbon sequestration (TSC) of the ramets
were determined. Among of the ramets used in the study, 15 were cut at the water level
and compared with the others 15 (not cut) to verify that the cutting of the ramets affect
the TCA and the TSC. The data presented here show that to increase carbon
sequestration from the atmosphere, the cutting of the ramets of T. domingensis should
not be performed in plants with height less than 1.5 m because it was only at this stage
of growth that there was an increase in the incorporation of carbon. The data also show
significant correlations between sampling time and the TCA and TSC, which evidences
different strategies for resources allocating during the development of ramets of T.
domingensis. In a later step of this work, it was verified whether the trophic state of the
environment affects the carbon content and the weight of carbon of the ramets of T.
domingensis. To this aim, ramets were collected in ecosystems with different trophy
degrees: the Jurubatiba lagoon, an oligotrophic environment; the Imboassica lagoon, a
eutrophic environment; and the Campos- Macaé canal, a hipereutrofizado environment.
The data obtained show that the ecosystem degree of trophy influences on carbon
content and carbon weight of the ramets of T. domingensis. The carbon content of the
ramets in the oligotrophic ecosystem is larger and significantly different from other
environment, while the weight of carbon of the ramets is larger and significantly
different in eutrophic e environment. Another important finding presented here is that
the carbon content of ramets of T. domingensis is similar to the content of carbon found
in woody species used in carbon sequestration projects. Thus, due to its wide
distribution, its significant rate of carbon sequestration and carbon content, T.
domingensis could be a aquatic plant specie model for carbon sequestration projects in
brazilian aquatic environments. As noted, the cutting of the ramets at the water level
xii
does not affect the TCA and TSC and can be an effective management strategy for carbon
sequestration projects using T. domingensis. Managed stations of wastewater treatment
using T. domingensis may be applied for projects included in the clean development
mechanisms from the systematization of methods for quantifying the carbon stored by
the growth of ramets and from proposed uses for the carbon stored, preventing its
return to the atmosphere. Moreover, as climate change adaptation, handicraft
cooperatives that use T. domingensis as raw material can benefit by adding value to the
handmade product produced by quantifying the carbon stored in each piece handmade
and consumer, to purchase the product, would contribute to reducing the emission of
greenhouse gases into the atmosphere.
Key-words: carbon sequestration, Typha domingensis Pers., adaptation to climate
change, climate change mitigation, clean development mechanisms.
Macaé
Abril de 2013
xiii
LISTA DE ABREVIAÇÕES
GEE – Gases de Efeito Estufa.
IPCC – Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas.
MDL – Mecanismos de Desenvolvimento Limpo.
TCA - Taxa de Crescimento Absoluto dos Rametes de Typha domingensis Pers.
TSC - Taxa Sequestro de Carbono dos Rametes de T. domingensis.
PCR - Peso de Carbono dos Rametes de T. domingensis.
xiv
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................................................1
1.1. As mudanças climáticas e o sequestro de carbono......................................................................1
1.2. As plantas aquáticas e o sequestro de carbono.............................................................................3
1.3. T. domingensis como espécie de estudo............................................................................................5
1.4. Os diversos usos para a biomassa e para os serviços ambientais promovidos por T.
domingensis Pers..................................................................................................................................................7
1.5. Os sistemas alagados manejados de depuração de efluentes utilizando T.
domingensis Pers. como mitigadores das mudanças climáticas...................................................10
1.6. Adaptação às mudanças climáticas..................................................................................................12
2. OBJETIVOS....................................................................................................................................................14
2.1. Objetivo principal.....................................................................................................................................14
2.2. Objetivos secundários............................................................................................................................14
3. HIPÓTESES TESTADAS...........................................................................................................................14
4. MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................................................15
4.1. Áreas de estudo.........................................................................................................................................15
4.2. O clima da região.....................................................................................................................................19
4.3. Delineamento experimental, tratamentos dos dados e análises estatísticas.................20
4.3.1. A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de T. domingensis Pers. na
Lagoa Jurubatiba...............................................................................................................................................20
4.3.2. O corte ao nível da superfície da coluna d’água como estratégia para maximizar as
taxas de sequestro de carbono em Typha domingensis Pers........................................................25
4.3.3. Influência do grau trofia do ecossistema sobre o sequestro de carbono de Typha
domingensis Pers.............................................................................................................................................28
5. RESULTADOS...............................................................................................................................................31
5.1. A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de Typha domingensis Pers.
na Lagoa Jurubatiba.........................................................................................................................................31
5.2. O corte ao nível da superfície da coluna d’água como estratégia para maximizar as
taxas de sequestro de carbono em Typha domingensis Pers.........................................................40
5.3. Influência do grau trofia do ecossistema sobre o sequestro de carbono de Typha
domingensis Pers...............................................................................................................................................46
6. DISCUSSÃO....................................................................................................................................................52
6.1. A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de Typha domingensis Pers.
na lagoa Jurubatiba..........................................................................................................................................52
6.2. Typha domingensis Pers. como espécie de planta aquática modelo para projetos de
sequestro de carbono......................................................................................................................................54
6.3. A influência do grau de trofia do ecossistema sobre os valores do teor e do peso de
carbono por rametes de Typha domingensis Pers..............................................................................56
6.4. O corte de rametes como estratégia de manejo para projetos de sequestro de
carbono com Typha domingensis Pers.....................................................................................................58
6.5. Projetos de adaptação e mitigação das mudanças climáticas utilizando Typha
domingensis Pers...............................................................................................................................................59
xv
7. CONCLUSÕES................................................................................................................................................63
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................................................65
1
1. INTRODUÇÃO
1.1. As mudanças climáticas e o sequestro de carbono
Mudanças climáticas são processos naturais, consideradas as eras geológicas em
escala de tempo de milhares de anos. Entretanto, a velocidade e intensidade com que
estão ocorrendo mudanças no sistema climático da Terra a partir da Revolução
Industrial tem sido objeto de preocupação de cientistas e líderes mundiais,
principalmente nas duas últimas décadas. O efeito estufa é um fenômeno físico, que
acontece naturalmente, ocasionado pela presença de gases na atmosfera, a qual é
composta principalmente de oxigênio (21%) e nitrogênio (78%). Os principais gases de
efeito estufa (GEE) são o vapor d’água, o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o
óxido nitroso (N20) (CHANG, 2004). Em concentração natural, esses GEE’s são benéficos
ao planeta e representam menos de um milésimo da atmosfera total. Sem esses gases,
que atuam como um cobertor natural ao redor da terra, a radiação infravermelha
térmica solar absorvida pela Terra se dissiparia no espaço e a superfície do nosso
planeta seria 33o C mais fria do que é hoje (CHANG, 2004).
Os cientistas têm alertado que o aumento das emissões dos chamados gases de
efeito estufa tem interferido no balanço radiativo da atmosfera, levando em longo prazo,
a um aumento da temperatura média da terra (KOHLMAIER et alii, 1998, apud
KOEHLER et alii, 2002). As maiores fontes de emissão dos gases de efeito estufa pelo ser
humano incluem a queima de combustíveis fósseis, os desmatamentos e as queimadas,
todas liberando CO2 para a atmosfera (KOEHLER et alii, 2002). Como consequência, a
concentração deste gás tem crescido sobremaneira, provocando o chamado
Aquecimento Global ou Efeito Estufa Antrópico.
O conceito de sequestro de carbono foi consagrado pela Conferência de Kyoto, em
1997, com a finalidade de conter e reverter o acúmulo de CO2 na atmosfera, visando à
diminuição
do
efeito
estufa
antrópico (CHANG,
2004).
Estudos
no
Painel
Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) indicam que o sequestro de carbono
pode acarretar uma redução da ordem de 40%, até 2100, no volume dos gases de efeito
estufa presentes na atmosfera (METZ et alii, 2007). Portanto, o sequestro de carbono
vem sendo apontado como uma das melhores soluções para mitigar o excesso das
emissões de gás carbônico (CO2) para atmosfera, e, consequentemente, as mudanças
2
climáticas globais. A partir desta ideia, uma variedade de meios artificiais de captura e
de sequestro do carbono, assim como processos naturais vem sendo estudados e
explorados para mitigar o aquecimento global.
O sequestro de carbono refere-se a processos de absorção e armazenamento de
CO2 atmosférico, com intenção de minimizar seus impactos no ambiente, já que se trata
de um gás de efeito estufa. A finalidade desse processo é conter e reverter o acúmulo de
CO2 atmosférico, visando à diminuição do efeito estufa (RENNER, 2004).
De modo conceitual, o sequestro de carbono pode ser direto ou indireto. O
sequestro direto implica na captura, transporte e armazenamento de CO2 em
reservatórios geológicos subterrâneos de petróleo e/ ou gás, aquíferos salinos
profundos ou minas de carvão. Enquanto o sequestro indireto aplica-se à preservação de
áreas florestais com riscos de serem destruídas, à recuperação de florestas degradadas,
e ao estabelecimento de novas plantações florestais, assim como à implantação de
sistemas agro-florestais com espécies nativas ou exóticas (CHANG, 2004).
O sequestro de carbono indireto é um processo natural de remoção de gás
carbônico atmosférico. Tal processo ocorre principalmente em oceanos, florestas e
através da atividade fisiológica de organismos por meio da fotossíntese. As plantas
absorvem gás carbônico e, usando água e energia da luz solar, convertem o gás
carbônico em glicose (C6H12O6). O oxigênio (O2) é liberado durante a produção de
biomassa (RENNER, 2004).
A quantificação do carbono nos ecossistemas é um tema que tem recebido grande
atenção (BOSCOLO, BUONGIORNO, 1997; FEARNSIDE et alii, 1999; KAUFFMAN et alii,
1994; WOOMER, PALM, 1998), pois é fundamental para desenvolver estratégias de
combate ao Aquecimento Global. Para a quantificação de carbono, a variável biomassa
deve ser determinada e estimada de forma fidedigna, caso contrário não haverá
consistência na quantificação do carbono fixado nos ecossistemas florestais
(SANQUETTA, BALBINOT, 2004). O conhecimento dos reais teores de carbono de um
bioma é um dos pontos-chave na elaboração de projetos ambientais voltados ao
sequestro de carbono. Geralmente é adotado um valor fixo, de 50% (IPCC, 2003), o que
pode induzir graves erros de estimativas (KOEHLER et al., 2002). Os trabalhos que
existem sobre o teor de carbono das plantas aquáticas têm indicado que estas também
poderiam ser utilizadas como espécies modelo para sequestro de carbono (DUARTE,
1990).
3
1.2. As plantas aquáticas e o sequestro de carbono
As plantas em crescimento, de acordo com a definição proposta pela FAO (2004),
prestam um serviço de captura e fixação de carbono nos componentes da sua biomassa.
Esse processo pode ser considerado como uma forma de mitigação das mudanças
climáticas. A quantificação do carbono orgânico presente nas plantas é importante, uma
vez que, durante a permanência destas, existe uma grande quantidade de carbono fixado
que deixa de estar presente na atmosfera (CALDEIRA et alii, 2003). Por esse fato, tornase importante o conhecimento sobre o potencial das plantas, inclusive o das plantas
aquáticas, de armazenar carbono, uma vez que, a partir dessas informações, podem ser
elaborados projetos visando à mitigação das mudanças climáticas (WEBER et alii, 2006)
e à comercialização de créditos de carbono (GORGENS et alii, 2005).
Os ambientes aquáticos costeiros estão entre os ecossistemas mais produtivos do
planeta (ESTEVES, 1998a; KNOPPERS, 1994; WETZEL, 2001), com taxas de produção
primárias (fixação de carbono) semelhantes aos dos estuários (KNOPPERS, 1994) e, em
alguns casos, maiores que da floresta tropical úmida (ESTEVES, 1998a). Isto se deve
principalmente ao fato destes ambientes serem rasos (MENEZES et alii, 1993) com uma
extensa região litorânea que propiciam a ocorrência de elevadas densidades de plantas
aquáticas
(macrófitas
aquáticas),
principalmente
as
emersas
(enraizadas
subaquosamente com folhas acima da lâmina d’água) (ESTEVES, 1998a).
Nos sistemas lênticos das regiões tropicais, frequentemente as macrófitas
aquáticas encontram condições favoráveis para o desenvolvimento o ano todo
(CAMARGO, ESTEVES, 1995; MENEZES, 1984), o que lhes assegura elevadas taxas de
crescimento (incorporação de carbono). Suas taxas de crescimento variam de acordo
com as condições climáticas, concentração de nutrientes, espaços livres entre as plantas
e condições de mistura e turbulência da água (BIANCHINI Jr., 2003). A existência de
condições favoráveis e a capacidade de estocar nutrientes das plantas aquáticas as
tornam de extrema importância no ciclo do carbono dos sistemas alagados costeiros
mundiais.
Além da incorporação de carbono, as plantas aquáticas são também componentes
importantes dos corpos hídricos, pois proporcionam locais para a reprodução,
alimentação e proteção para organismos aquáticos, incluindo peixes (AGOSTINHO et alii,
2003), répteis, aves e insetos (NEIFF, CASCO, 2003; TAKEDA et alii, 2003) e auxiliam na
4
proteção e estabilização das margens, entre outras funções (ESTEVES, 1998a; MURPHY,
1988). Seu ciclo de vida relativamente rápido, em alguns casos, com estratégias
reprodutivas sexuadas e/ou assexuadas, lhes permite um maior êxito no crescimento e
propagação (BIANCHINI Jr., 2003). Como a maior parte das lagoas tropicais geralmente
apresentam áreas e profundidade relativamente pequenas (MENEZES, et alli, 1993), as
plantas aquáticas litorâneas são as principais sintetizadoras de matéria orgânica,
contribuindo significativamente para a produtividade primária e a regulação do
metabolismo de todo ecossistema lacustre (WETZEL, 1993). A principal atuação das
plantas aquáticas está nos ciclos de matéria reciclando nutrientes extraídos do
sedimento através das raízes (MARGALEF, 1983).
A magnitude da taxa de assimilação de carbono depende da constituição
fisiomorfológica das espécies vegetais, tais como capacidade fotossintética, área foliar e
proporção de tecidos fotossintetizantes na folhagem (LARCHER, 2000). Além disso,
fatores ambientais como água e nutrientes podem afetar a produção de matéria seca e,
consequentemente, interferir no balanço de carbono. Ainda acerca desses fatores, uma
maior intensidade e/ou exposição de radiação luminosa é capaz de promover aumentos
no incremento de biomassa, já que espécies com elevadas taxas de crescimento
precisam de mais luz para alcançar os respectivos ótimos metabólicos (TAIZ, ZEIGER,
2009).
Existem muitos estudos sobre o sequestro de carbono pelas espécies vegetais
florestais (DALLAGNOL et alii, 2011; HIGUCHI, CARVALHO Jr., 1994; SAIDELLES et alii,
2009; SETTE Jr. et alii, 2006; TAIZ, ZEIGER, 2009; WEBER et alii, 2003), porém são
quase inexistentes estudos que investiguem o papel da vegetação dos ambientes
aquáticos (principalmente as macrófitas aquáticas) no sequestro de carbono. Assim,
devido a alta produtividade dos sistemas costeiros, a alta capacidade de estocar carbono
e a ampla distribuição geográfica das macrófitas aquáticas (CHAMBERS et alii, 2008) que
crescem nestes ambientes, compreender e quantificar o sequestro de carbono
proveniente destas plantas é de primordial importância frente as mudanças climáticas
globais provocadas pelo excesso da emissão de gases de efeito estufa.
5
1.3. Typha domingensis Pers como espécie de estudo
Typha domingensis Pers (Typhaceae), popularmente conhecida como taboa, é
uma macrófita aquática rizomatosa e emersa que forma densos estandes
monoespecíficos em muitos ecossistemas aquáticos continentais do Brasil (HOENE,
1948) e do mundo (MITCH, 2000). Esta é a espécie de macrófita aquática predominante
na maioria dos ambientes aquáticos costeiros da região Norte Fluminense, possuindo
um importante papel na estrutura, metabolismo e ciclagem de nutrientes nestes
ambientes. (ARAÚJO et alii, 1998; ESTEVES, 1998b; FURTADO, ESTEVES, 1997; PALMASILVA, 1998).
Macrófitas emergentes como a T. domingensis estão entre as mais produtivas
plantas aquáticas (WESTLAKE, 1963). Além da sua elevada produtividade, T.
domingensis, por ser uma macrófita aquática emersa, apresenta ainda, grandes
quantidades de tecidos de sustentação, o que lhe permite maior potencial para estocar
carbono e nutrientes por períodos mais longos (FERREIRA, 1998a).
Vários estudos destacam a sua capacidade de fornecer substrato para
comunidades perifíticas e bacterianas, assim como abrigo para ovoposição de insetos e
peixes (CALLISTO et alii, 1996). T. domingensis apresenta crescimento clonal, tendo
como unidade de crescimento vegetativo o ramete, que consiste de um rizoma submerso
com raízes associadas e broto, que pode ou não desenvolver inflorescência (Figura 1). A
reprodução é obtida por rizomas e sementes. O desenvolvimento de estandes depende,
principalmente, da expansão de rizomas no sedimento e dos novos rametes. O balanço
entre a mortalidade e recrutamento determina a expansão ou declínio das populações
(GRACE, 1988). Suas sementes e plântulas representam as estruturas mais frágeis sob
condições de estresse abiótico, pois pode afetar a germinação e o estabelecimento das
plantas jovens (ZEDLER et alii, 1990). Já os rizomas são as estruturas mais resistentes,
proporcionando uma condição de crescimento mínima. Desta forma, esta planta pode
ocupar diversas áreas impactadas, que raramente se tornam ótimas para o seu
desenvolvimento (HOCKING, 1981). O sucesso do gênero Typha em colonizar áreas
impactadas parece estar relacionado então à elevada produção de sementes anemófilas,
a capacidade de persistir em estado de dormência sob condição de estresse e ao rápido
crescimento em condições momentâneas de disponibilidade de nutrientes. (BASKIN,
BASKIN, 1998).
6
A
B
Figura 1: Ilustrações de um ramete (A) e partes de um ramete (B) de T.
domingensis destacando o rizoma, as folhas e a inflorescência (Ilustrações: IFAS, 1990).
T. domingensis é uma espécie de macrófita aquática que desempenha um
relevante papel na dinâmica dos ecossistemas costeiros (ESTEVES, 1998a; PALMASILVA, 1998; THOMAZ, ESTEVES, 2011), pois tem função chave no ciclo biológico do
carbono destes ambientes. Durante a fotossíntese, como toda planta, ela incorpora
carbono em sua biomassa. A decomposição biológica e a respiração devolvem
novamente o carbono para a atmosfera na forma de CO2. Devido ao grande estoque de
nutrientes contidos na biomassa da T. domingensis, sua liberação através da
decomposição afeta profundamente a coluna de água. (THOMAZ, ESTEVES, 2011).
Além do processo de decomposição, T. domingensis também contribui no
aumento de carbono para a atmosfera através da liberação de metano (CH4) por seu
tecido de aerênquima. O metano é oriundo de processos anaeróbicos de decomposição
no sedimento dos ambientes aquáticos. Segundo Laanbroek (2010), é a presença das
macrófitas que tornam as áreas úmidas muito importantes no ciclo global de metano. T.
domingensis além de estimular a metanogênese, formam um canal de escape do metano
para a atmosfera através de seu tecido de aerênquima. Esse tecido funciona como um
eficiente condutor de oxigênio produzido pelas folhas, para as raízes, mantendo seu
metabolismo anaeróbico (THOMAZ, ESTEVES, 2011). Assim, propor um manejo
7
adequado da T. domingensis nos ambientes aquáticos costeiros é uma forma de manter o
carbono estocado no compartimento biótico e mitigar uma importante via de retorno de
carbono para a atmosfera.
Como a T. domingensis é uma das plantas aquáticas emersas mais representativas
dos ecossistemas aquático costeiros do Brasil (HOENE, 1948) e do mundo (MITCH,
2000), nesta dissertação foram avaliados a taxa de crescimento absoluto e a taxa de
sequestro de carbono de rametes de T. domingensis, e a influência do grau de
eutrofização dos ecossistemas na incorporação de carbono por esta espécie.
1.4. Os diversos usos para a biomassa e para os serviços ambientais promovidos
por Typha domingensis Pers.
As elevadas concentrações de nitrogênio e fósforo carreadas por efluentes
orgânicos de origem doméstica desencadeiam o processo de eutrofização artificial que,
ao longo prazo, pode inviabilizar o ecossistema receptor, tanto do ponto de vista
ecológico como social e econômico (ESTEVES, 1998b). A importância na redução do
processo de eutrofização da região litorânea colonizada por macrófitas aquáticas nos
ecossistema aquáticos continentais tem sido ressaltada por muitos pesquisadores
(BUGENYI, 1993; GOPAL, 1994). Ecossistemas costeiros, onde as macrófitas aquáticas
são os principais produtores primários, são reconhecidos como ambientes que
funcionam como “sumidouros” de nutrientes devido a diversos processos que neles
ocorrem, como os processos de assimilação pelas plantas, sedimentação, absorção e
estocagem na biomassa microbiana, desnitrificação, adsorção e precipitação (BURGOON
et alii, 1991; KADLEC, 1987).
Considerando as elevadas taxas de crescimento em águas com altas
concentrações de nutrientes, vários autores têm desenvolvido experimentos visando
avaliar a capacidade das macrófitas aquáticas no tratamento de efluentes (ADAMS, et
alii, 1971; BOYD, 1970a, 1970b; BRIX, SCHIERUP, 1989; CASABIANCA, 1995; DUARTE,
1990; KARPISCAK et alii, 1996; ENNABILI et alii, 1988; FOURQUREAN e ZIEMAN, 1992;
FARAHBAKHSHAZAD et alii, 2000; HENRY-SILVA, 2001; SALATI et alii, 1999; SPANGLER
et alii, 1976; STAKE, 1967, 1968). Por isso as macrófitas aquáticas são frequentemente
utilizadas em sistemas alagados manejados com objetivo de reduzir a concentração de
nutrientes dos efluentes, principalmente os de origem doméstica não tratados. Nestas
8
condições, plantas aquáticas têm suas taxas de fixação de carbono aumentadas, pois não
há limitação de nutrientes, como nitrogênio e fósforo (PALMA-SILVA, 1998). Desta
forma, tratar efluentes utilizando plantas aquáticas pode intensificar ainda mais o
sequestro de carbono. Contudo, a eficiência da remoção depende do manejo contínuo da
vegetação, pois os nutrientes acumulados na biomassa das plantas retornam ao
ambiente quando essas morrem e entram em decomposição (BIANCHINI Jr., 2003;
THOMAZ, ESTEVES, 2011).
A taxa potencial de absorção de nutrientes por macrófitas aquáticas está limitada
por alguns fatores como sua taxa de crescimento e concentração de nutrientes em seus
tecidos. A estocagem de nutrientes também depende das concentrações destes nos
tecidos do vegetal e do seu potencial para acumular biomassa. Portanto, uma planta
aquática para ser utilizada na assimilação e estocagem de nutrientes deve possuir
grande biomassa por unidade de área e rápido crescimento (BOYD, 1970b; REDDY e
DeBUSK, 1987), requerimentos estes atendidos por T. domingensis (FERREIRA, 1998a).
T. domingensis tem sido muito utilizada de modo eficiente em estações de
tratamento de esgoto e efluentes por sistemas alagáveis naturais e artificiais (CONTE et
alii, 1992; DINIZ et alii, 2005; ESCOSTEGUY et alii, 2008; ESTEVES, MEIRELLESPEREIRA, 2011; FERREIRA, 1998a, 1998b; FIA et alii, 2010; MAZZOLA et alii, 2005;
SOUSA et alii, 2000;). Estes simulam sistemas formados por leitos de plantas aquáticas
baseados nos alagados naturais. O sistema alagável manejado é formado por sistemas
artificialmente projetados para utilizar plantas aquáticas em substratos como areia,
cascalhos ou outro material inerte, onde ocorre a proliferação de biofilmes que agregam
populações variadas de microrganismos os quais, por meio de processos biológicos,
químicos e físicos, tratam águas residuárias.
De modo geral, as macrófitas emersas e flutuantes são mais eficientes no
tratamento de efluentes por apresentarem alta produtividade primária e elevada
capacidade de estocar nutrientes na biomassa (GOPAL, 1990). Para macrófitas aquáticas
enraizadas, como T. domingensis, o sedimento constitui-se na principal fonte de
nitrogênio e fósforo (CAMARGO et alii, 2003). As aduções de nutrientes através de
lançamentos de efluentes (domésticos e industriais), permitem o aumento das
concentrações de nitrogênio e fósforo, que em geral, são encontrados em baixas
concentrações nos ambientes aquáticos (ESTEVES, BARBOSA, 1986).
9
Ferreira (1998b) mostrou que uma região colonizada por macrófitas aquáticas na
lagoa Imboassica funciona como uma verdadeira estação de tratamento natural de
efluentes orgânicos domésticos, reduzindo as concentrações de N-total e P-total da água
em 93,8% e 97,1%, respectivamente. Reddy e DeBusk (1985) observaram que a
absorção pelas plantas aquáticas representava até 75% da remoção de nitrogênio e até
73% da remoção de fósforo. Ferreira (1998a), encontrou taxas de redução de coliformes
totais e fecais de 99% após a passagem de efluentes domésticos não tratados por um
banco de plantas aquáticas, incluindo T. domingenis, na lagoa Imboassica. As magnitudes
das reduções encontradas indicam a grande capacidade depurativa de T. domingensis na
recuperação de condições sanitárias satisfatórias para a balneabilidade. HERSKOWITZ
et alii (1987), mostraram que sistemas de tratamento de águas residuais utilizando
Typha foram capazes de produzir um efluente de qualidade comparável à produzida
pelo tratamento convencional de nível secundário e terciário. Portanto, tal eficiência na
remoção de nutrientes incentiva a utilização de T. domingensis em sistemas alagados
manejados de tratamento de efluentes.
A manutenção destes sistemas de tratamento de efluentes com plantas aquáticas
é um procedimento simples que pode ser realizado sem o emprego de máquinas
espécies e pessoal especializado. A principal etapa da manutenção, constitui-se na
retirada de indivíduos vegetais adultos, especialmente aqueles em fase de pós floração.
Assim, é mantido no sistema a população vegetal, com a predominância de indivíduos
jovens que correspondem a fase na qual, ocorre as maiores taxas das diferentes formas
de nitrogênio e fósforo (ESTEVES, 1998b). Portanto, os sistemas alagados construídos
são caracterizados por apresentarem moderado custo de capital, baixo consumo de
energia e manutenção, estética paisagística e aumento de habitat para a vida selvagem
(MICHAEL Jr., 2003 e IWA, 2000, apud LIN et alii 2005).
Como as macrófitas aquáticas após atingirem a fase adulta e sobre tudo o período
de florescência, reduzem a taxa de absorção de nutrientes, consequentemente a
capacidade de eliminação de compostos de fósforo e nitrogênio dos efluentes
domésticos (SCHWOERBEL, 1968), propostas de manejo que retirem a biomassa vegetal
devem ser consideradas. Assim, aliado a utilização da T. domingensis da depuração de
efluentes deve estar o manejo adequado para que os nutrientes retirados do ambiente
não retornem.
10
Além da utilização dos serviços ambientais promovidos por T. domingensis na
depuração de efluentes, suas folhas podem ser utilizadas na confecção de cestos,
esteiras, chapéus, sandálias e vários objetos de decoração de residências (ESTEVES,
1998b, THOMAZ, ESTEVES, 2011). Grillo (1993) estudou formas de aproveitamento de
T. domingensis na alimentação humana, na alimentação de ruminantes e na fabricação de
papel devido ao seu grande conteúdo de celulose. Do fruto da T. domingensis pode se
aproveitar a paina de seda para encher travesseiros, almofadas e acolchoados e a
própria flor como ornamento (PECKOLT, 1942). Outros estudos tem mostrado que T.
domingensis pode ser utilizada na construção civil em misturas com cimento (FERREIRA,
BERALDO, 2003) e como adubo para aumentar a fertilidade do solo (THOMAZ, ESTEVES,
2011) como matéria prima para a confecção de móveis e de celulose (KISSMANN,
GROTH, 1997).
1.5. Os sistemas alagados manejados de depuração de efluentes utilizando T.
domingensis como mitigadores das mudanças climáticas
Os efeitos nocivos decorrentes do uso de combustíveis fósseis são uma das
principais problemáticas da sociedade contemporânea. As atividades de reflorestamento
tornam-se uma opção viável e lógica para mitigar os problemas causados pela elevada
taxa de emissão do CO2, principal responsável pelo aumento do efeito estufa. O
reflorestamento é uma das modalidades de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
relatadas no Protocolo de Kyoto como instrumento para auxiliar na redução das
mudanças climáticas.
O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) foi estabelecido no artigo 12 do
Protocolo de Kyoto com o objetivo de ajudar os países desenvolvidos (pertencentes ao
Anexo I do documento) a atingir suas metas de redução dos gases causadores de efeito
estufa - média de 5,2% entre 2008 e 2012 em relação a 1990. A proposta de criação do
dispositivo partiu do Brasil.
Em linhas gerais, o MDL permite aos países do Anexo I gerar ou comprar
reduções certificadas de emissão (créditos de carbono) de projetos desenvolvidos em
países fora do Anexo I. Em contrapartida, estes países têm acesso a recursos financeiros
e tecnologias. No entanto, para que um projeto seja viável, ele deve atender a alguns
requisitos: precisa ser feito em um país em desenvolvimento que tenha ratificado o
11
Protocolo de Kyoto; e deve resultar em reduções reais, mensuráveis e em longo prazo
das emissões de gases de efeito estufa (GEE) (EcoD, 2010).
Os projetos de MDL podem ser baseados em fontes renováveis e alternativas de
energia, eficiência e conservação energética ou reflorestamento que visem à obtenção de
créditos de carbono. Os créditos de carbono são certificados de redução de emissões de
gases efeito estufa negociados no âmbito do MDL e vendidos nas bolsas de valores, como
commodities. Os projetos de MDL são validados por regras da Organização das Nações
Unidas e dos governos, no caso brasileiro, por meio da Comissão Interministerial de
Mudança Global do Clima, composta por 11 ministérios, tendo o Ministério de Ciência e
Tecnologia na secretaria-executiva. Depois do exame feito pela Comissão, o projeto
candidato também é avaliado por uma certificadora internacional até receber o endosso
pelo Conselho Executivo do MDL, sediado em Bonn (Alemanha) (EcoD, 2010).
Para um projeto ser inserido no MDL são necessárias inúmeras etapas. As etapas
dos projetos MDL envolvem a concepção (preparo da nota de ideia do projeto); o
preparo do documento de concepção do projeto; a validação; a obtenção da aprovação
de parte do país anfitrião; o registro; a implementação do projeto; o monitoramento; a
verificação e certificação; e a emissão dos créditos de carbono (EcoD, 2010).
Na concepção de um projeto de MDL, os pontos mais importantes, são a criação
de uma metodologia para quantificar o carbono sequestrado e a promoção de meios que
promovam que o carbono sequestrado não retorne para a atmosfera. Assim, projetos
que quantificassem o sequestro de carbono promovido pela T. domingensis e que
assegurassem que este carbono sequestrado não retornasse para a atmosfera, poderiam
se enquadrar nos mecanismos de desenvolvimento limpo, gerando então, créditos de
carbono.
O tratamento de efluentes por sistemas alagáveis poderia se tornar um projeto
gerador de renda se estes forem inseridos nos mecanismos de desenvolvimento limpo
(MDL). Para isso seriam necessários a sistematização de métodos que quantificassem o
carbono sequestrado e meios que assegurassem a estocagem e não retorno à atmosfera
deste carbono. Os créditos de carbono gerados pela incorporação de carbono através do
crescimento das plantas aquáticas nestes sistemas poderiam ser comercializados
gerando renda para a sua própria manutenção.
12
1.6. Adaptação às mudanças climáticas
No seu 4º Relatório de Avaliação, o Painel Intergovernamental de Mudanças
Climáticas (IPCC, 2007) – grupo criado pela ONU e pela Organização Meteorológica
Mundial, em 1988, envolvendo 2.500 cientistas de mais de 130 países – foi categórico ao
afirmar com uma margem de 90% de certeza que, apesar de o clima global sofrer
alterações naturais, o incremento de gases de efeito estufa emitidos por fontes
antropogênicas afeta seu equilíbrio, recomendando medidas preventivas imediatas.
É consenso, entre os cientistas que se debruçam sobre a questão das mudanças
climáticas, que o planeta deve aquecer-se em 10 C nas próximas décadas,
independentemente das ações de redução de emissões de gases de efeito estufa que os
países venham a implementar.
É o chamado efeito inercial resultante de um
aquecimento de 0,7 a 10 C, ocorrido na última década, de acordo com o quarto relatório
do Painel Científico Internacional sobre as Mudanças Climáticas (IPCC, 2007).
Embora recomende a combinação das estratégias de mitigação e adaptação, o
IPCC afirma que a primeira sempre será necessariamente complementar, não podendo
substituir, ou dispensar, as medidas de adaptação. Portanto, há um reconhecimento de
que a mitigação pode ter efeitos apenas pontuais, sendo em alguns casos constituídos
por modificações técnicas de menor alcance e de curta durabilidade, enquanto os efeitos
das mudanças climáticas são cada vez mais percebidos como inevitáveis, em razão das
dificuldades de implementação das diretrizes da Convenção Quadro das Nações Unidas
sobre Mudanças Climáticas, definidas em 1992 por ocasião da Conferência das Nações
Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento, realizada no Rio de Janeiro.
Segundo o Ministério do Meio Ambiente (MMA/SBF, 2007), adaptação à mudança
do clima é o ajuste de sistemas naturais ou humanos em resposta a estímulos climáticos
reais ou esperados, ou seus efeitos, que modera danos ou explora oportunidades
benéficas. Assim sendo, adaptação às mudanças climáticas pode ser entendida como
uma série de respostas aos impactos atuais e potenciais da mudança do clima, com
objetivo de minimizar possíveis danos e aproveitar as oportunidades potenciais.
Segundo o IPCC (2007), existem várias categorias de adaptação, com destaque
para a adaptação espontânea, a prévia ou proativa, e a adaptação planejada, seja ela
privada ou pública. A adaptação autônoma ou espontânea é aquela em que os eventos
extremos já começaram a acontecer. A adaptação prévia ou proativa diz respeito às
13
ações que governos e sociedades adotam antes mesmo dos efeitos das mudanças serem
percebidos. A adaptação planejada são medidas resultantes de decisões políticas, a
exemplo dos Planos de Mudanças Climáticas, Nacional e Estaduais.
A grande repercussão do quarto relatório do IPCC (2007) contribuiu para colocar
a estratégia de adaptação no centro do debate sobre mudanças climáticas no âmbito dos
acordos multilaterais, mas ao mesmo tempo confirmou a pouca capacidade tecnológica e
financeira dos países pobres não industrializados em enfrentarem a variabilidade
climática, conforme já apontado no relatório anterior, de 2000 (MAY, VINHA, 2012).
Portanto, o processo de desenvolvimento nacional estaria condicionado, em grande
medida, ao sucesso das ações de adaptação. Assim, além da absoluta necessidade de
minimizarmos as emissões de gases que geram o efeito estufa, e o mais rapidamente
possível, a adaptação ao aquecimento mínimo esperado é algo inexorável e que teremos
que aprender.
14
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo principal

Quantificar o sequestro de carbono promovido por Typha domingensis Pers. com
a finalidade de obtenção de dados que possam embasar o uso desta espécie de
planta aquática como modelo para projetos de adaptação e mitigação das
mudanças climáticas.
2.2. Objetivos secundários

Determinar a taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de rametes de
Typha domingensis Pers na Lagoa Jurubatiba.

Determinar a variação da taxa de crescimento e da taxa de sequestro de carbono
de rametes de T. domingensis na Lagoa Jurubatiba em função do tempo de
amostragem e do tamanho dos rametes.

Verificar se o corte na altura da lâmina d’água como estratégia de manejo afeta a
taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de rametes de T.
domingensis na lagoa Jurubatiba.

Verificar a influência do grau de trofia do ecossistema no sequestro de carbono
de rametes de T. domingensis.

Propor a utilização de T. domingensis como uma espécie de planta aquática
modelo para projetos de sequestro de carbono por mecanismos de
desenvolvimento limpo e para projetos de adaptação às mudanças climáticas.
3. HIPÓTESES TESTADAS

A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de rametes de Typha
domingensis Pers. sofre variação em função do tempo de amostragem e do
tamanho dos rametes.

O corte na altura lâmina d’água não afeta a taxa de crescimento e a taxa de
sequestro de carbono de rametes de T. domingensis.

O grau de trofia do ecossistema influencia o sequestro de carbono por rametes de
T. domingensis.
15
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1. Áreas de estudo
Nesta pesquisa foram realizadas coletas em três ecossistemas aquáticos costeiros
da região Norte Fluminense do estado do Rio de Janeiro: Lagoa Jurubatiba, Lagoa
Imboassica e Canal Campos-Macaé. Também foram realizados dois ensaios
experimentais em um estande monoespecífico de Typha domingensis Pers. na Lagoa
Jurubatiba.
A Lagoa Jurubatiba, localizada nos limites do Parque Nacional da Restinga de
Jurubatiba, na cidade de Macaé, estado do Rio de Janeiro (22o 15' S, 41o 40' W), (Figura
2), é uma lagoa costeira húmica, geralmente com baixa salinidade e baixas
concentrações de nutrientes (FARJALLA et alii, 2001; PETRUCIO, 1998). A lagoa possui
uma área de 0,35 km2, com uma alta razão perímetro/superfície, profundidade máxima
de 3,50 m e áreas em sua região litorânea com densas formações de plantas aquáticas
como: T. domingensis e Eleocharis interstincta. Nas partes mais profundas ocorrem
Nymphaea ampla e Nymphoides humboldtiana (HENRIQUES et alii, 1988).
A lagoa Imboassica se localiza na divisa entre os municípios de Rio das Ostras e
Macaé (22o 25’ S; 42o 56’ W), (Figura 3). Atualmente, a lagoa apresenta uma área de
3,26 km2. Sua largura máxima é de 1,3 Km e o comprimento de 5,3 Km, com uma
profundidade média de 1,09 m. Isso resulta num volume de aproximadamente
3,56x106.m-3 (PANOSSO et alii, 1998). O principal tributário da lagoa, o rio Imboassica,
tem uma extensão de 13,95 Km e no seu trecho final, antes de desembocar na lagoa,
apresenta uma vazão média de 0,45 m3.s-1 (MAROTTA et alii, 2004). Sendo situada no
perímetro urbano da cidade de Macaé, a lagoa Imboassica sofre a degradação
proporcionada pelo adensamento populacional concentrado na zona urbana que vem se
intensificando no município desde a década de 70 com a instalação do sítio de
exploração petrolífera na cidade. A lagoa é frequentemente afetada por lançamento de
efluentes não tratados e por aberturas da barra de areia que a separa do mar. Este
ecossistema possui extensas áreas colonizadas por plantas aquáticas devido ao elevado
grau de trofia e assoreamento de seu corpo d’água.
O Canal Campos-Macaé é um canal artificial que interligava as cidades de Campos
dos Goytacazes e Macaé na região norte do estado do Rio de Janeiro. O canal corta os
16
atuais municípios de Campos dos Goytacazes, Quissamã, Carapebus e Macaé, além do
Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba. É considerado como uma das maiores obras
de engenharia do Brasil imperial. Considerando-se apenas sua extensão, é o segundo
canal artificial mais longo do mundo. No perímetro urbano da cidade de Macaé (entre os
bairros de Nova Holanda, Parque Aeroporto, São José do Barreto e Engenho da Praia), o
canal é afetado por intenso aporte de efluentes domésticos não tratados deixando-o em
um avançado estado de eutrofização. Neste trecho do canal a prefeitura da cidade de
Macaé retira periodicamente grandes quantidades de plantas aquáticas que crescem em
abundância devido ao elevado grau de trofia do ambiente (Figura 4).
A
B
Figura 2: A - Foto aérea da lagoa Jurubatiba pertencente ao Parque Nacional da
Restinga de Jurubatiba, na cidade Macaé, estado do Rio de Janeiro. B - Mapa indicando a
localização geográfica da cidade de Macaé no estado do Rio de Janeiro. Na foto podem-se
observar áreas da região litorânea da lagoa ocupada por plantas aquáticas. (A - foto de
Rômulo Campos, B - mapa adaptado de MARINHO et alii, 2010).
17
A
B
Figura 3: A - Foto aérea da lagoa Imboassica, na cidade de Macaé, estado do Rio
de Janeiro, retratando o elevado processo de ocupação do seu entorno. B - Mapa
indicando a localização geográfica da cidade de Macaé no estado do Rio de Janeiro e as
áreas com densa ocupação por plantas aquáticas e ocupação populacional no entorno na
lagoa Imboassica. (A - foto de Rômulo Campos, B - mapa adaptado de FARJALLA et alii,
2006).
18
NUPEM
A
B
Figura 4: A - Mapa mostrando um trecho do canal Campos-Macaé no bairro São
José do Barreto. A marcação aponta o sítio de coleta próximo à ponte em frente ao
Núcleo de Pesquisas Ecológicas e Desenvolvimento Sócio Ambiental de Macaé
(NUPEM/UFRJ). B- Foto do sítio de coleta. Na foto podem-se observar plantas
depositadas em suas margens em um dos momentos de retirada das plantas aquáticas
pela Prefeitura Municipal de Macaé (seta). (Mapa do Google Earth e foto de Rodrigo
Felix).
19
4.2. O clima da região
As três áreas de estudo desta dissertação estão submetidas ao mesmo regime
climático. O clima da região é sub-úmido/úmido, com pouco ou nenhum déficit de água,
mesotérmico com calor bem distribuído o ano todo. A umidade relativa média anual é
de 83% e a temperatura média anual em torno de 22o C sendo a média de janeiro
(verão) de 25o C e a média de julho (inverno) de 19o C. As chuvas alcançam a média
anual de 1300 mm e se concentram na primavera e no verão. A estiagem surge nos
meses de inverno, sem a definição de uma estação seca acentuada. (FIDERJ, 1977).
20
4.3. Delineamento experimental, tratamentos dos dados e análises estatísticas
4.3.1. A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de T. domingensis
Pers. na Lagoa Jurubatiba
Foi realizado um ensaio para acompanhamento da taxa de crescimento absoluto e
da taxa de sequestro de carbono de rametes de Typha domingensis Pers. na lagoa
Jurubatiba. Para este experimento foi escolhido um estande monoespecífico de T.
domingensis próximo ao segundo braço da lagoa (Figura 5).
A
B
Figura 5: A - Foto aérea da Lagoa Jurubatiba. B – Foto do estande de T.
domingensis utilizado no experimento. (A - foto de Rômulo Campos, B – foto de Maycon
Granados).
Foram marcados 30 rametes de T. domingensis em fase inicial de crescimento,
com altura acima do nível da água variando de 30 a 60 cm (Figura 6). O crescimento dos
rametes foi acompanhado de setembro a dezembro de 2011 durante seis coletas
consecutivas. Os rametes foram inicialmente marcados e medidos em 28/09/2011 e
mensurados novamente em 15, 30, 38, 65 e 91 dias, respectivamente, após o dia da
marcação. Em cada coleta, os rametes tiveram a altura acima no nível da água medida
com auxílio de uma trena (Figura 6). A mensuração das alturas dos rametes foi
21
padronizada tomando como referência o nível da água no primeiro dia de amostragem
(28/09/2011). Para isso, foram fixadas duas réguas no sítio de estudo com o objetivo de
acompanhar a variação do nível da água. A variação do nível da água entre as coletas foi
descontada dos valores mensurados das alturas dos rametes.
As médias das alturas dos rametes em cada coleta tiveram suas igualdades
testadas utilizando o teste paramétrico de variância unifatorial (oneway ANOVA)
seguido do teste a posteriori Unequal N HSD (honest significant difference). O teste a
posteriori Unequal N HSD é adequado para dados não balanceados e foi utilizado para
mostrar quais das comparações entre as médias das alturas apresentavam igualdade ou
não entre os tempos amostrais.
A
B
Figura 6: A – Ramete de T. domingensis marcado na lagoa Jurubatiba durante o
experimento. B – Mensuração da altura acima do nível da água do ramete. (Fotos de
Maycon Granados).
A taxa de crescimento absoluto dos rametes (TCA) foi estimada pela equação:
TCA = (A2 - A1) / Δt,
onde (A2 – A1) significa o crescimento, em centímetros, da parte do ramete acima
do nível da água entre duas amostragens consecutivas (A1 = valor da altura na
amostragem anterior e A2 = valor da altura na amostragem posterior), e Δt a variação do
tempo, em dias, entre as amostragens.
Para Reis e Muller (1979) e Benincasa (2004), taxa de crescimento absoluto é a
variação ou incremento entre duas amostras ao longo de um determinado período de
tempo. É uma medida que pode ser usada para se ter ideia da velocidade média de
crescimento ao longo do período de observação.
22
Os rametes marcados foram divididos em classes de tamanho (31 a 40 cm, 41 a
50 cm e 51 a 60 cm) para testar se existia igualdade das TCA’s entre as classes em função
das coletas. O objetivo desta análise foi mostrar que a variação da altura dos rametes
escolhida no início do experimento (de 30 a 60 cm) era representativa de uma única
população estatística, podendo assim os dados ser analisados em conjunto. Os dados das
TCA’s de cada classe de tamanho em cada tempo amostral foram transformados através
da soma de +1 seguido da extração do seu logaritmo na base 10, para que os prérequisitos dos testes estatísticos aplicados fossem alcançados (distribuição normal dos
dados e homogeneidade das variâncias). As médias das TCA’s dos rametes tiveram suas
igualdades testadas entre as classes de tamanho em função do tempo de amostragem
utilizando o teste paramétrico de variância bifatorial (factorial ANOVA).
Como não houve diferenças entre as médias das TCA’s entres as classes de
tamanho em função das coletas, as classes de tamanho foram reunidas em uma única
classe para as análises seguintes. As médias das TCA’s de cada coleta tiveram suas
igualdades testadas utilizando o teste paramétrico de variância unifatorial (oneway
ANOVA) seguido do teste a posteriori Unequal N HSD. O teste a posteriori Unequal N
HSD foi utilizado para mostrar quais das comparações par a par entre as médias das
TCA’s apresentavam igualdade ou não igualdade entre os tempos amostrais.
A taxa de sequestro de carbono dos rametes (TSC) foi determinada de forma
indireta através do ajuste por regressão linear entre a medida da altura acima do nível
da água e o peso de carbono de rametes coletados na lagoa Jurubatiba no mesmo
estande do presente estudo.
Para construção da curva de regressão, foram escolhidos aleatoriamente 40
rametes com diferentes alturas, variando entre 0,45 m e 2,20 m. Os rametes foram
cortados na altura do nível da água e levados ao laboratório de Ecologia Aquática do
NUPEM/UFRJ-Macaé, onde tiveram suas alturas medidas com o auxílio de uma trena.
Posteriormente os rametes foram limpos, cortados e secos em estufa a 600C até não
haver mais variação de seu peso seco. O peso seco de cada ramete foi quantificado
através de uma balança digital com precisão de 0,01g (Figura 7). Os rametes secos e
pesados foram então moídos, para completa homogeneização do material, em moinho
de facas tipo Willey com peneira de 1mm e guardados em sacos plásticos
hermeticamente fechados.
23
A
B
C
D
Figura 7: Processamento dos rametes de T. domingensis. (A – medição; B –
preparação para secagem; C – secagem em estufa à 60o C e D – pesagem).
O teor de carbono de cada ramete foi determinado por um analisador de carbono
total com unidade sólida (Shimadzu TOC-5000 - Carbon Analyzer) pela combustão
completa a alta temperatura e detecção de CO2 por infravermelho (FARJALLA et alii,
1999). Através do teor de carbono de cada ramete e de seu peso seco foi quantificado o
peso de carbono de cada ramete (PCR) acima do nível da água.
Os PCR’s dos rametes foram transformados em logaritmo de base 10 para que o
pré-requisito do teste de regressão linear (distribuição normal dos resíduos) fosse
alcançado. Foi aplicado um teste de regressão linear simples com objetivo de estabelecer
uma relação entre a altura e o peso de carbono dos rametes. Com isso, os PCR’s dos 30
rametes que tiveram seus crescimentos acompanhados puderam ser determinados de
24
forma indireta a partir da simples medida da altura do ramete durante o período
amostral. Portanto, com o PCR de cada ramete determinado em cada tempo amostral a
taxa de sequestro de carbono foi então calculada.
A taxa de sequestro de carbono dos rametes (TSC) foi estimada pela equação:
TSC = (B2 - B1) / Δt,
onde (B2 – B1) significa o peso em gramas de carbono fixado na biomassa do
ramete acima do nível da água entre duas amostragens consecutivas (B1 = valor do PCR
da amostragem anterior e B2 = valor do PCR da amostragem posterior), e Δt a variação
do tempo em dias entre as amostragens.
Nesta pesquisa a taxa de sequestro de carbono é uma variação da taxa de
produtividade líquida proposta por Thomaz e Esteves (2011). Conduto, diferente da taxa
de produtividade líquida proposta por estes autores, a variável mensurada para
determinação da taxa de sequestro de carbono não é a biomassa total do ramete entre
duas amostragens consecutivas, mas o peso de carbono fixado no ramete. Portanto, a
taxa de sequestro de carbono é uma estimativa da incorporação de carbono pelo ramete
em função do tempo amostral. Essa incorporação de carbono pode se dá em função da
assimilação pela fotossíntese e/ou em função da assimilação via o tecido de reserva
(rizoma).
Como os pré-requisitos de homogeneidade das variâncias e normalidade dos
dados não foram alcançados mesmo após várias tentativas de tratamento dos dados,
nesta análise foram utilizadas testes estatísticos não paramétricos. As medianas das
TSC’s de cada coleta tiveram suas igualdades testadas utilizando o teste não paramétrico
de Kruskal-Wallis ANOVA seguido do teste a posteriori de múltiplas comparações dos
ranks médios para todos os grupos.
Para testar a hipótese de diminuição da taxa de crescimento e aumento da taxa de
sequestro de carbono de rametes de T. domingensis em função do tempo amostral e do
tamanho dos rametes (altura) foi utilizado o teste estatístico não paramétrico de
correlação de Spearman.
As análises foram realizadas com auxílio do programa STATISTICA versão 7 e as
figuras construídas com auxílio do programa GraphPad Prism® versão 5.0 (GraphPad
Software, Inc.). Em todas as análises, foi adotado um grau de significância α = 0,05.
25
4.3.2. O corte ao nível da superfície da coluna d’água como estratégia para
maximizar as taxas de sequestro de carbono em Typha domingensis Pers.
Foi realizado um experimento para acompanhamento da taxa de crescimento e
da taxa de sequestro de carbono de rametes de Typha domingensis Pers. que sofreram
dois tratamentos (não cortados e cortados) na lagoa Jurubatiba. Para este experimento
foi escolhido um estande monoespecífico de T. domingensis próximo ao segundo braço
da lagoa (Figura 5).
Para avaliar o corte na altura do nível da água como estratégia de manejo para
rametes de T. domingensis foram marcados 30 rametes em fase inicial de crescimento,
com comprimentos acima da lâmina d’água variando de 5 a 40 cm. Destes, 15 foram
cortados no nível da água e 15 não foram cortados (Figura 8). Os rametes foram
inicialmente marcados e medidos em 28/09/2011 e mensurados novamente em 15, 30,
38, 65 e 91 dias, respectivamente, após o dia da marcação. Em cada coleta, os rametes
tiveram a altura acima do nível da água medida com auxílio de uma trena. A mensuração
das alturas dos rametes foi padronizada tomando como referência o nível da água no
primeiro dia de amostragem (28/09/2011). Para isso, foram fixadas duas réguas no sítio
de estudo com o objetivo de acompanhar a variação do nível da água. A variação do nível
da água entre as coletas foi descontada dos valores mensurados das alturas dos rametes.
A
B
Figura 8: A – Ramete de T. domingensis cortado no nível da água e marcado na
lagoa Jurubatiba durante o experimento. B – Rametes de T. domingensis não cortado e
marcado na lagoa Jurubatiba durante o experimento. (Fotos de Maycon Granados).
26
A taxa de crescimento absoluto acima do nível da água (TCA) e a taxa de
sequestro de carbono acima do nível da água (TSC) foram calculadas como descrito no
item anterior (4.1.1.).
A taxa de crescimento absoluto dos rametes (TCA) foi estimada pela equação:
TCA = (A2 - A1) / Δt,
onde (A2 – A1) significa o crescimento, em centímetros, da parte do ramete acima
do nível da água entre duas amostragens consecutivas (A1 = valor da altura na
amostragem anterior e A2 = valor da altura na amostragem posterior), e Δt a variação do
tempo, em dias, entre as amostragens.
A taxa de sequestro de carbono dos rametes (TSC) foi determinada de forma
indireta através do ajuste por regressão linear entre a medida da altura acima do nível
da água e o peso de carbono de rametes coletados na lagoa Jurubatiba no mesmo
estande do presente estudo como descrito no item 4.1.1.
Para construção da curva de regressão, foram escolhidos aleatoriamente 40
rametes com diferentes alturas, variando entre 0,45 m e 2,20 m. Os rametes foram
cortados na altura do nível da água e levados ao laboratório de Ecologia Aquática do
NUPEM/UFRJ-Macaé, onde tiveram suas alturas medidas com o auxílio de uma trena.
Posteriormente os rametes foram limpos, cortados e secos em estufa a 600C até não
haver mais variação de seu peso seco. O peso seco de cada ramete foi quantificado
através de uma balança digital com precisão de 0,01g (Figura 7). Os rametes secos e
pesados foram então moídos, para completa homogeneização do material, em moinho
de facas tipo Willey com peneira de 1mm e guardados em sacos plásticos
hermeticamente fechados.
O teor de carbono de cada ramete foi determinado por um analisador de carbono
total com unidade sólida (Shimadzu TOC-5000 - Carbon Analyzer) pela combustão
completa a alta temperatura e detecção de CO2 por infravermelho (FARJALLA et alii,
1999). Através do teor de carbono de cada ramete e de seu peso seco foi quantificado o
peso de carbono de cada ramete (PCR) acima do nível da água.
Os PCR’s dos rametes foram transformados em logaritmo de base 10 para que o
pré-requisito do teste de regressão linear (distribuição normal dos resíduos) fosse
alcançado. Foi aplicado um teste de regressão linear simples com objetivo de estabelecer
uma relação entre a altura e o peso de carbono dos rametes. Com isso, os PCR’s dos 30
rametes que sofreram os tratamentos não cortado e cortado, e tiveram seus
27
crescimentos acompanhados, puderam ser determinados de forma indireta a partir da
simples medida da altura do ramete durante o período amostral. Portanto, com o PCR
de cada ramete determinado em cada tempo amostral a taxa de sequestro de carbono foi
então calculada.
A taxa de sequestro de carbono dos rametes (TSC) foi estimada pela equação:
TSC = (B2 - B1) / Δt,
onde (B2 – B1) significa o peso em gramas de carbono fixado na biomassa do
ramete acima do nível da água entre duas amostragens consecutivas (B1 = valor do PCR
da amostragem anterior e B2 = valor do PCR da amostragem posterior), e Δt a variação
do tempo em dias entre as amostragens.
As médias das TCA’s e das TSC’s de cada coleta tiveram suas igualdades testadas
utilizando o teste paramétrico de variância bifatorial (factorial ANOVA) seguido do teste
a posteriori Unequal N HSD.
As análises foram realizadas com auxílio do programa STATISTICA, versão 7 e as
figuras construídas com auxílio do programa GraphPad Prism® versão 5.0 (GraphPad
Software, Inc.). Em todas as análises, foi adotado um grau de significância α = 0,05.
28
4.3.3. Influência do grau trofia do ecossistema sobre o sequestro de carbono em
Typha domingensis Pers.
Para este ensaio foram escolhidos três ecossistemas costeiros da cidade de
Macaé, estado do Rio de Janeiro, com diferenciados graus de trofia: lagoa Jurubatiba,
lagoa Imboassica e Canal Campos-Macaé. As coletas foram realizadas entre os meses de
setembro e novembro de 2012.
Para caracterização dos ecossistemas quanto ao grau de trofia foram obtidos
alguns parâmetros físico-químicos da água. No campo foram obtidos os valores de
salinidade, condutividade elétrica e o teor de oxigênio dissolvido. No laboratório foram
obtidos os valores de alcalinidade total, pH, concentrações de fósforo total,
concentrações nitrogênio total, concentrações de carbono orgânico dissolvido e
concentrações de clorofila a.
A condutividade elétrica e a salinidade foram obtidas no campo através de um
termístor digital modelo YSI 30. Os teores de oxigênio dissolvido na água foram obtidos
no campo através de um oxímetro modelo YSI 550A. Para a análise dos demais fatores
abióticos, amostras de água foram coletadas e conduzidas ao laboratório.
No laboratório, as amostras de água foram analisadas quanto ao pH através de
um potenciômetro digital modelo Digimed DM2 e a alcalinidade total foi obtida por
titulometria segundo o método de Gran (1952).
Amostras de água foram filtradas em filtros GF/F 47 mm para análise de clorofila
a e nutrientes (fósforo, nitrogênio e carbono). A clorofila a foi extraída dos filtros com
etanol 90% e mensurada através de leitura em espectrofotômetro (modelo Varian 50
Bio UV-visível e cubeta de quartzo) com absorbância de 665 nm (NUSH, 1980). As
concentrações de fósforo total foram estimadas segundo o método do complexo azul de
molibdênio, através de leitura em espectrofotômetro (modelo Varian 50 Bio UV-visível e
cubeta de quartzo) com prévia digestão por persulfato de potássio (GOLTERMAN et alii,
1978). As concentrações de nitrogênio total foram determinadas por um analisador de
nitrogênio total (Shimadzu unidade TNM-1 do TOC-5000 – Carbon Analyzer) com prévia
digestão por persulfato de potássio. As concentrações de carbono orgânico dissolvido
foram determinadas por um analisador de carbono orgânico total (Shimadzu TOC-5000
- Carbon Analyzer) pela combustão completa a alta temperatura e detecção de CO2 por
infravermelho (FARJALLA et alii, 1999).
29
Em cada ecossistema foram escolhidos aleatoriamente, 30 rametes de Typha
domingensis Pers. com diferentes valores de altura variando entre 1 m e 3,5 m. Os
rametes foram cortados na base do rizoma e levados ao laboratório de Ecologia Aquática
do NUPEM/UFRJ-Macaé. Cada ramete teve a altura acima da base do rizoma medida com
o auxílio de uma trena. Posteriormente os rametes foram limpos, cortados e secos em
estufa à 600C até não mais haver variação de seu peso seco. O peso seco de cada ramete
foi quantificado através de uma balança digital com precisão de 0,01g (Bioprecisa
modelo JH2102). Os rametes secos e pesados foram então moídos, para completa
homogeneização do material, em moinho de facas tipo Willey com peneira de 1mm e
guardados em sacos plásticos hermeticamente fechados.
Os teores de carbono de cada ramete foram determinados por um analisador de
carbono total com unidade sólida (Shimadzu TOC-5000 - Carbon Analyzer) pela
combustão completa a alta temperatura e detecção de CO2 por infravermelho
(FARJALLA et alii 1999). Através do teor de carbono de cada ramete e de seu peso seco
foi quantificado o peso de carbono acima da base do rizoma (PCR) de cada ramete. As
igualdades das medianas dos teores de carbono dos rametes de T. domingensis de cada
ecossistema foram testadas através do teste não paramétrico de Kruskal-Wallis ANOVA
seguido do teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks médios para todos os
grupos. Antes de comparar as medianas do teor de carbono entre os diferentes
ambientes foi verificado se a variação da altura dos rametes coletados nos três
ecossistemas foi semelhante através do teste não paramétrico de Kruskal-Wallis ANOVA
seguido do teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks médios para todos os
grupos. Foi verificado também se a variação da altura dos rametes tinha alguma
influência no teor de carbono através de correlações de Spearman entre a altura dos
rametes e o teor de carbono para cada ecossistema.
A relação entre a altura e o peso de carbono dos rametes de T. domingensis
coletados nos três ecossistemas com graus diferenciados de trofia foi testada através de
regressões lineares simples utilizando a altura dos rametes como variável independente.
Para normalização dos resíduos, os dados de peso seco foram anteriormente
transformados em logaritmo de base 10. As inclinações e os interceptos das curvas de
regressão linear geradas para os três ecossistemas tiveram suas igualdades testadas
através de uma análise de covariância (ANCOVA).
30
As regressões lineares simples, a análise de covariância e as figuras foram feitas
com o software GraphPad Prism® versão 5.0 (GraphPad Software, Inc.). Para o teste de
Kruskal-Wallis ANOVA e de correlação de Spearman foi utilizado o programa
STATISTICA versão 7. Em todas as análises, foi adotado um grau de significância α =
0,05.
31
5. RESULTADOS
5.1. A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de T. domingensis
Pers. na Lagoa Jurubatiba
Os resultados da análise de variância bifatorial que testa as igualdades das
médias das TCA’s entre as classes de tamanho em função do tempo são apresentados na
tabela 1. Como não houve diferenças significativas das médias das TCA’s entre as classes
de tamanho dos rametes em função do tempo (p = 0,341) e entre as classes de tamanho
entre si (p = 0,515), as classes de tamanho foram reunidas em um único grupo para as
análises seguintes.
Tabela 1: Resultados da análise de variância bifatorial que testa as igualdades das
médias das TCA’s dos rametes entre as classes de tamanho em função do tempo.
Efeito
Tempo das coletas
Classes de tamanho
Classes de tamanho x
Tempo das coletas
Erro
Soma dos
quadrados
Graus de
liberdade
Quadrado
médio
F
P
1,218
4
0,305
64,538
0,000*
0,006
2
0,003
0,669
0,515
0,043
8
0,005
1,143
0,341
0,481
102
0,005
* p<0,05
Na tabela 2, são apresentadas as estatísticas da variável altura dos rametes
durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. Observa-se, nessa tabela, que no
primeiro dia de amostragem a altura dos rametes variou de 33,5 cm a 60,0 cm e no
último dia de amostragem variou de 146,0 cm a 230,0 cm. A maior variação da altura
ocorreu nos dois últimos períodos de amostragem, 65 dias e 91 dias, apresentando
desvio padrão de 17,9 e 19,4 respectivamente.
32
Tabela 2: Estatísticas da variável altura dos rametes durante o período de
amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=30).
Altura
Mínima
(cm)
33,5
72,0
91,0
96,0
124,0
146,0
Dias de Amostragem
0
15
30
38
65
91
Altura
Máxima
(cm)
60,0
111,0
148,0
157,0
194,0
230,0
Altura Desvio
Média Padrão
(cm)
48,1
8,2
87,6
10,4
112,4
13,3
119,9
15,1
154,0
17,9
184,1
19,4
Os resultados da análise de variância unifatorial e do teste a posteriori Unequal N
HSD, utilizados para testar a igualdade das médias das alturas dos rametes entre os dias
de amostragem são apresentados nas tabelas 3 e 4 respectivamente. Foram encontradas
diferenças significativas nas médias das alturas dos rametes entre as coletas (Tabela 3).
As médias das alturas apresentaram diferenças significativas em quase as todas as
comparações par a par entre os dias de amostragem com exceção da comparação entre
30 e 38 dias (Tabela 4 e figura 9).
Tabela 3: Resultados da análise de variância unifatorial que testa a igualdade das
médias das alturas dos rametes entre as coletas (tempo).
Efeito
Tempo
Erro
Soma dos
quadrados
272830
Graus de
liberdade
5
Quadrado
médio
54566
28750
138
208
F
P
261,918
0,00*
* p<0,05
Tabela 4: Valores de p do teste a posteriori Unequal N HSD da análise de
variância unifatorial que testa as igualdades das médias das alturas dos rametes por
comparações par a par entre os dias de coleta.
Tempo
0 dias
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
91 dias
0 dias
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,492257
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
0,000020*
91 dias
* p<0,05
33
Altura dos rametes (m)
2.5
e
2.0
d
c c
1.5
b
1.0
a
0.5
0.0
0
20
40
60
80
100
Tempo (dias)
Figura 9: Variação da altura dos rametes na Lagoa Jurubatiba durante o período
de amostragem. O ponto representa o valor médio e a barra o desvio padrão. Letras
diferentes (a,b,c,d,e) significam diferenças significativas na análise de variância
unifatorial seguida do teste a posteriori Unequal N HSD. (n=30).
Na tabela 5, são apresentadas as estatísticas da variável taxa de crescimento
absoluto dos rametes durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. Os maiores
valores da TCA ocorreram com 15 dias de amostragem, variando de 1,93 cm.dia-1 a 3,73
cm.dia-1. Os menores valores da TCA ocorreram com 91 dias de amostragem, variando
de 0,58 cm.dia-1 a 1,58 cm.dia-1. As maiores variações da TCA ocorreram nos três
primeiros períodos de amostragem (15, 30 e 38 dias), apresentando desvio padrão de
0,46, 0,46 e 0,40 respectivamente.
Tabela 5: Estatísticas da variável taxa de crescimento absoluto dos rametes
durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=30).
Dias de Amostragem
15
30
38
65
91
TCA
Mínima
(cm.dia-1)
1,93
0,87
0,13
0,74
0,58
TCA
Máxima
(cm.dia-1)
3,73
2,47
1,88
1,78
1,58
TCAA
Média
(cm. dia-1)
2,63
1,66
0,84
1,25
1,15
Desvio
Padrão
0,46
0,46
0,40
0,28
0,28
Os resultados da análise de variância unifatorial e do teste a posteriori Unequal N
HSD, utilizados para testar a igualdade das médias das TCA’s entre os dias de
amostragem são apresentados nas tabelas 6 e 7 respectivamente. Foram encontradas
34
diferenças significativas nas médias das TCA’s entre as coletas (Tabela 6). As médias das
TCA’s apresentaram diferenças significativas em quase todas as comparações par a par
entre os dias de amostragem com exceção da comparação entre 65 dias e 91 dias
(Tabela 7 e figura 10). Há uma tendência de diminuição da TCA com o decorrer dos
primeiros 30 dias de amostragem. A partir de 65 dias a TCA se estabiliza com valores em
torno de 1 cm dia-1. (Tabela 5 e figura 10).
Tabela 6: Resultados da análise de variância unifatorial que testa a igualdade das
médias das taxas de crescimento absoluta dos rametes entre as coletas (tempo).
Efeito
Tempo
Erro
Soma dos
quadrados
1,25834
Graus de
liberdade
4
Quadrado
médio
0,31459
0,53095
112
0,00474
F
P
66,359
0,00*
* p<0,05
Tabela 7: Valores de p do teste a posteriori Unequal N HSD da análise de
variância unifatorial que testa a igualdade das médias das taxas de crescimento absoluta
dos rametes por comparações par a par entre os dias de coleta.
Tempo
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
91 dias
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
0,000114*
0,000114*
0,000114*
0,000114*
0,000114*
0,007891*
0,000390*
0,000197*
0,005439*
0,852113
91 dias
* p<0,05
35
Figura 10: Variação da taxa de crescimento absoluto dos rametes de T.
domingensis na Lagoa Jurubatiba durante o período de amostragem. O ponto representa
o valor médio e a barra o desvio padrão. Letras diferentes (a,b,c,d) significam diferenças
significativas na análise de variância unifatorial seguida do teste a posteriori Unequal N
HSD. (n=30).
O teor de carbono médio para os 40 rametes utilizados no ajuste da regressão
linear entre os valores de altura e peso de carbono para determinação indireta da TSC
foi de 41,15% com desvio padrão de 2,43.
Na figura 11 é apresentado o resultado da regressão linear entre a altura e peso
de carbono dos rametes coletados para determinação indireta da TSC dos rametes que
tiveram seus crescimentos acompanhados na Lagoa Jurubatiba. O ajuste pela regressão
linear se mostrou significativo com porcentagem de explicação de 96,8%. (Figura 11). A
partir da equação da reta gerada pelo modelo (y = 1,146x - 0,7527), a TSC pôde ser
determinada.
Peso de carbono dos rametes (log10 g)
36
2.0
1.5
y=1,146x-0,7527
R2 =0,9684
p<0,0001
1.0
0.5
0.0
0.5
-0.5
1.0
1.5
2.0
altura dos rametes (m)
2.5
Figura 11: Regressão linear entre a altura e peso de carbono dos rametes de T.
domingensis coletados em um estande monoespecífico na Lagoa Jurubatiba. Na figura
são apresentados a equação da reta, o valor de R2 e o valor de p. (n=40).
Na Tabela 8, são apresentadas as estatísticas da variável peso de carbono dos
rametes determinadas a partir da equação da reta gerada pelo modelo de regressão
linear.
Os maiores valores médios do PCR ocorreram nos últimos períodos de
amostragem. Foi verificado um aumento gradativo dos valores de PCR com o decorrer
dos dias de amostragem e com o aumento do comprimento dos rametes (Tabelas 2 e 8).
A maior variação do PCR ocorreu com 91 dias de amostragem, apresentando desvio
padrão de 15,82 (Tabela 8).
Tabela 8: Estatísticas da variável peso de carbono dos rametes durante o período
amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=30).
Dias de Amostragem
0
15
30
38
65
91
PCR
Mínimo
(g)
0,43
1,18
1,95
2,23
4,66
8,33
PCR
Máximo
(g)
0,88
3,31
8,78
11,13
29,55
76,40
PCR
Médio
(g)
0,64
1,85
3,66
4,54
11,50
26,08
Desvio
Padrão
0,13
0,54
1,53
2,08
5,94
15,82
37
Na tabela 9, são apresentadas as estatísticas da variável taxa de sequestro de
carbono dos rametes durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. Os menores
valores da TSC ocorreram nos primeiros dias de amostragem (15, 30 e 38 dias),
apresentando valores médios de 0,08 gC.dia-1, 0,12 gC.dia-1 e 0,10 gC.dia-1
respectivamente. Os maiores valores da TSC ocorreram com 65 e 91 dias de
amostragem, apresentando valores médios de 0,26 gC.dia-1 e 0,54 gC.dia-1
respectivamente. As maiores variações da TSC ocorreram nos dois últimos períodos de
amostragem (65 e 91 dias), apresentando desvio padrão de 0,15 e 0,38 respectivamente.
Com 91 dias a TSC média foi 6,75 vezes maior que a encontrada nos primeiros 15 dias de
amostragem (Tabela 9).
Tabela 9: Estatísticas da variável taxa de sequestro de carbono dos rametes
durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=30).
Dias de Amostragem
15
30
38
65
91
TSC
Mínima
(gC.dia-1)
0,05
0,04
0,01
0,08
0,11
TSC
Máxima
(gC.dia-1)
0,17
0,36
0,29
0,68
1,74
TSC
Média
(gC.dia-1)
0,08
0,12
0,10
0,26
0,54
Desvio
Padrão
0,03
0,07
0,08
0,15
0,38
Foram encontradas diferenças significativas das medianas da TSC entre as coletas
segundo a análise de Kruskal-Wallis ANOVA (H = 68,80825, 4 graus de liberdade, N =
117 e P < 0,05). Os resultados do teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks
médios para todos os grupos, utilizado para testar a igualdade das medianas das TSC’s
por comparações par a par entre os dias de coleta são apresentados nas tabelas 10 e 11.
As medianas da TSC não apresentaram diferenças significativas nas comparações par a
par entre os três primeiros períodos de amostragem (Tabela 11 e figura 12). Há uma
tendência de aumento da TSC com o decorrer dos dias de amostragem (Figura 12). Nos
dois últimos períodos de amostragem a TSC apresenta os maiores valores (Tabela 9) e
não apresentam diferenças significativas nas suas medianas por comparação par a par
(Tabela 11 e figura 12). Foram encontradas diferenças significativas entre os três
primeiros períodos de amostragem e os dois últimos (Figura 12).
38
Tabela 10: Valores de z do teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks
médios para todos os grupos utilizado para testar a igualdade das medianas das taxas de
sequestro de carbono dos rametes por comparações par a par entre os dias de coleta.
Tempo
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
91 dias
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
1,862095
0,353679
4,807338
6,872128
1,477940
2,864342
4,932312
4,357921
6,393738
2,151662
91 dias
Tabela 11: Valores de p do teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks
médios para todos os grupos utilizado para testar a igualdade das medianas das taxas de
sequestro de carbono dos rametes por comparações par a par entre os dias de coleta.
Tempo
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
91 dias
15 dias
30 dias
38 dias
65 dias
0,625897
1,000000
0,000015*
0,000000*
1,000000
0,041788*
0,000008*
0,000131*
0,000000*
0,314240
91 dias
Taxa de sequestro de carbono (gC.dia -1)
* p<0,05
0.8
b
0.6
b
0.4
0.2
a a
a
0.0
0
20
40
60
80
100
Tempo (dias)
Figura 12: Variação da taxa de sequestro de carbono dos rametes na Lagoa
Jurubatiba durante o período amostral. O ponto representa o valor da mediana e a barra
os interquartis. Letras diferentes (a,b) significam diferenças significativas na análise de
Kruskal-Wallis ANOVA seguida do teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks
médios para todos os grupos. (n=30).
39
Os resultados do teste de Spearman que correlaciona o tempo de amostragem, o
tamanho dos rametes, a TCA e a TSC é apresentado na tabela 12. Existe uma relação
muito forte e significativa de aumento do tamanho dos rametes com o decorrer do
período de amostragem (r = +0,91).
Foi encontrada uma relação significativa de
diminuição da TCA e aumento da TSC com o decorrer do tempo (r = -0,62 e r = +0,68,
respectivamente). Foi encontrada uma modesta relação significativa de diminuição da
TCA com o aumento do tamanho dos rametes (r = -0,44) e uma forte relação significativa
de aumento da TSC com o aumento do tamanho dos rametes (r = +0,70). Apesar de
significativa a relação encontrada de diminuição da TCA com o aumento da TSC é pouco
explicativa (r = -0,19).
Tabela 12: Valores de r das correlações de Spearman entre o tempo de
amostragem, o tamanho dos rametes, a taxa de crescimento absoluto e a taxa de
sequestro de carbono de rametes de T. domingensis na lagoa Jurubatiba. (n=30).
Correlações
Tempo
Tempo
Tamanho dos rametes
TCA
TSC
+0,91*
-0,62*
+0,68*
Tamanho
dos rametes
TCAA
-0,44*
+0,70*
TSCA
-0,19*
* p<0,05
Durante o experimento o nível da água não apresentou variação expressiva que
pudesse afetar a TCA ou a TSC dos rametes de T. domingensis na lagoa Jurubatiba. O
nível da água variou de -8 cm (15 dias) a +4 cm (65 dias) em relação a primeiro dia de
Variação do nível da água (cm)
amostragem (Figura 13).
5
0
20
40
60
80
100
Tempo (dias)
-5
-10
Figura 13: Variação do nível da água da lagoa Jurubatiba durante o período
amostral.
40
5.2. O corte ao nível da superfície da coluna d’água como estratégia para
maximizar as taxas de sequestro de carbono em Typha domingensis Pers.
Na tabela 13, são apresentadas as estatísticas da variável taxa de crescimento
absoluto para os rametes não cortados. O maior valor médio das TCA’s ocorreu com 15
dias de amostragem (3,26 cm.dia-1). Os menores valores médios das TCA’s ocorreram
com 38, 65 e 91 dias de amostragem (1,24 cm.dia-1, 1,36 cm.dia-1 e 1,23 cm.dia-1
respectivamente). As maiores variações das TCA’s ocorreram nos dois primeiros
períodos de amostragem (15 e 30 dias), apresentando desvio padrão de 0,45 e 0,60
respectivamente.
Tabela 13: Estatísticas da variável taxa de crescimento absoluto dos rametes não
cortados durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=15).
Dias de Amostragem
15
30
38
65
91
TCA
Mínima
(cm.dia-1)
2,43
1,33
0,63
0,96
0,73
TCA
Máxima
(cm.dia-1)
4,33
3,33
1,75
1,74
1,62
TCA
Média
(cm.dia-1)
3,26
2,48
1,24
1,36
1,23
Desvio
Padrão
0,45
0,60
0,32
0,23
0,32
Na tabela 14, são apresentadas as estatísticas da variável taxa de crescimento
absoluto para os rametes cortados ao nível da água. O maior valor médio das TCA’s
ocorreu com 15 dias de amostragem (4,82 cm dia-1). Os menores valores médios das
TCA’s ocorreram com 65 e 91 dias de amostragem (1,27 cm.dia-1 e 1,13 cm.dia-1
respectivamente). As maiores variações das TCA’s ocorreram com 30 e 38 dias de
amostragem, apresentando desvio padrão de 1,33 e 1,66 respectivamente.
41
Tabela 14: Estatísticas da variável taxa de crescimento absoluto dos rametes
cortados durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=15).
Dias de Amostragem
15
30
38
65
91
TCA
Mínima
(cm.dia-1)
4,53
1,60
0,63
0,22
0,12
TCA
Máxima
(cm.dia-1)
5,27
5,40
4,88
2,04
1,88
TCA
Média
(cm.dia-1)
4,82
3,66
2,50
1,27
1,13
Desvio
Padrão
0,27
1,33
1,66
0,57
0,59
Comparando as TCA’s entre os rametes não cortados e cortados observaram-se
maiores valores médios com 15, 30 e 38 dias de amostragem para os rametes cortados.
As TCA’s dos rametes cortados foram 1,5 vezes maiores que a dos rametes não cortados
com 15 e 30 dias de amostragem e 2 vezes maiores com 38 dias de amostragem. A figura
14 ilustra o rápido crescimento dos rametes após o corte nos primeiros dias de
amostragem.
A
B
C
D
Figura 14: Crescimento de um ramete de T. domingensis após o corte na Lagoa
Jurubatiba. (A = dia do corte, B = 1 dia após o corte, C = 6 dias após o corte e D = 15 dias
após o corte).
42
Na tabela 15, são apresentadas as estatísticas da variável taxa de sequestro de
carbono para os rametes não cortados. O menor valor médio da TSC ocorreu com 15
dias de amostragem (0,05 gC.dia-1). Os maiores valores da TSC ocorreram com 65 e 91
dias de amostragem, apresentando valores médios de 0,24 gC.dia-1 e 0,58 gC.dia-1
respectivamente.
A maior variação da TSC ocorreu com 91 dias de amostragem,
apresentando desvio padrão de 0,33.
Tabela 15: Estatísticas da variável taxa de sequestro de carbono dos rametes não
cortados durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=15).
Dias de Amostragem
15
30
38
65
91
TSC
Mínima
(gC.dia-1)
0,04
0,06
0,05
0,09
0,16
TSC
Máxima
(gC.dia-1)
0,07
0,25
0,22
0,37
1,06
TSC
Média
(gC.dia-1)
0,05
0,13
0,11
0,24
0,58
Desvio
Padrão
0,01
0,06
0,05
0,09
0,33
Na tabela 16, são apresentadas as estatísticas da variável taxa de sequestro de
carbono para os rametes cortados no nível da água. Os menores valores médios da TSC
ocorreram com 15 e 30 dias de amostragem (0,08 gC.dia-1 e 0,09 gC.dia-1,
respectivamente). O maior valor da TSC ocorreu com 91 dias de amostragem,
apresentando valor médio de 0,45 gC.dia-1. A maior variação da TSC ocorreu com 91
dias de amostragem, apresentando desvio padrão de 0,33.
Tabela 16: Estatísticas da variável taxa de sequestro de carbono dos rametes
cortados durante o período amostral na Lagoa Jurubatiba. (n=15).
Dias de Amostragem
15
30
38
65
91
TSC
Mínima
(gC.dia-1)
0,07
0,05
0,05
0,02
0,01
TSC
Máxima
(gC,dia-1)
0,09
0,18
0,29
0,68
1,05
TSC
Média
(gC.dia-1)
0,08
0,09
0,13
0,22
0,45
Desvio
Padrão
0,01
0,04
0,07
0,17
0,33
Os resultados da análise de variância bifatorial que testa a igualdade das TCA’s
entre os tratamentos não cortado e cortado em função do tempo são apresentados nas
43
tabelas 17 e 18. Foram encontradas diferenças significativas entre os tratamentos em
função do tempo, entre os tratamentos e entre os tempos de coleta (Tabela 17). As
médias das TCA’s apresentaram diferenças significativas nas comparações par a par
entre os tratamentos não cortado e cortado nos três primeiros períodos de amostragem
(15, 30 e 38 dias) segundo o teste a posteriori Unequal N HSD. Com 65 e 91 dias de
amostragem não foram mais encontradas diferenças significativas (Tabela 18 e figura
15). Há uma tendência de diminuição da TCA com o decorrer dos dias de amostragem
em ambos os tratamentos (Figura 15).
Tabela 17: Resultados da análise de variância bifatorial que testa a igualdade das
médias das taxas de crescimento absoluta dos rametes entre os tratamentos não
cortados e cortados em função do tempo. (n=15).
Efeito
Soma dos
quadrados
Graus de
liberdade
Quadrado
médio
F
P
125,512
4
31,378
56,653
0,000000*
16,555
1
16,555
29,890
0,000000*
14,384
4
3,596
6,493
0,000096*
63,140
114
0,554
Tempo das coletas
Tratamento
Tratamento x Tempo
das coletas
Erro
* p<0,05
Tabela 18: Valores de p do teste a posteriori Unequal N HSD da análise de
variância bifatorial que testa a igualdade das médias das taxas de crescimento absoluta
por comparações par a par entre os tratamentos não cortado e cortado e entre os dias de
coleta. Os números representam os dias de amostragem e as letras NC e C os
tratamentos não cortado e cortado respectivamente. (n=15).
15 NC
15C
30NC
30C
38NC
38C
65NC
65C
91NC
91C
15NC
15C
30NC
30C
38NC
38C
65NC
65C
0,015207*
0,126463
0,962608
0,000155*
0,330598
0,000155*
0,000156*
0,000155*
0,000155*
0,000165*
0,184960
0,000155*
0,000167*
0,000155*
0,000155*
0,000155*
0,000155*
0,011729*
0,000627*
1,000000
0,002834*
0,014669*
0,000540*
0,001662*
0,000155*
0,013732*
0,000155*
0,000155*
0,000155*
0,000155*
0,004935*
0,999989
1,000000
1,000000
0,999998
0,017393*
0,012631*
0,004269*
0,001401*
1,000000
0,999972
0,999143
1,000000
0,999989
91NC
91C
0,999999 0,00000
*p<0,05
Taxa ce crescimento absoluta (cm.dia -1)
44
6
a
a
a
b
4
Não Cortado
Cortado
b
2
a
b
a
a
a
0
0
20
40
60
80
100
Tempo (dias)
Figura 15: Variação da taxa de crescimento absoluto dos rametes entre os
tratamentos não cortado e cortado durante o período amostral. O ponto representa o
valor médio e a barra o desvio padrão. Letras diferentes (a,b) significam diferenças
significativas por comparações entre os tratamentos em cada tempo de amostragem na
análise de variância bifatorial seguida do teste a posteriori Unequal N HSD. (n=15).
Os resultados da análise de variância bifatorial que testa a igualdade das TSC’s
entre os tratamentos não cortado e cortado em função do tempo são apresentados nas
tabelas 19 e 20. Foram encontradas diferenças significativas somente entre os tempos
de coleta (Tabela 19). As médias das TSC’s não apresentaram diferenças significativas
nas comparações par a par entre os tratamentos não cortado e cortado em nenhum
período de amostragem segundo o teste a posteriori Unequal N HSD (Tabela 20 e figura
16). Há uma tendência de aumento da TSC com o decorrer dos dias de amostragem para
ambos os tratamentos (Figura 16).
Tabela 19: Resultados da análise de variância bifatorial que testa a igualdade das
médias das taxas de sequestro de carbono dos rametes entre os tratamentos não
cortados e cortados em função do tempo. (n=15).
Efeito
Tempo das coletas
Tratamento
Tratamento x Tempo
das coletas
Erro
Soma dos
quadrados
Graus de
liberdade
Quadrado
médio
F
P
3,121
4
0,780
27,6030
0,000000*
0,022
1
0,022
0,7874
0,376741
0,089
4
0,022
0,7837
0,538034
3,251
115
0,028
* p<0,05
45
Tabela 20: Valores de p do teste a posteriori Unequal N HSD da análise de
variância bifatorial que testa a igualdade das médias das taxas de sequestro de carbono
por comparações par a par entre os tratamentos não cortado e cortado e entre os dias de
coleta. Os números representam os dias de amostragem e as letras NC e C os
tratamentos não cortado e cortado respectivamente. (n=15).
15NC
15C
30NC
30C
38NC
38C
65NC
65C
1,000000
0,966059
0,999886
0,991416
0,985175
0,082739
0,392033
0,000155*
0,000162*
0,999973
1,000000
0,999999
0,999959
0,825637
0,918061
0,000201*
0,008629*
0,999983
1,000000
1,000000
0,727105
0,961333
0,000155*
0,000855*
1,000000
0,999970
0,588643
0,780799
0,000155*
0,000254*
1,000000
0,576909
0,909573
0,000155*
0,000475*
0,882688
0,967500
0,000155*
0,000955*
1,000000
0,000163*
0,111242
0,000231*
0,051216
Taxa de sequestro de carbono (gC.dia-1)
15 NC
15C
30NC
30C
38NC
38C
65NC
65C
91NC
91C
1.0
91NC
0,746406 0,00000
*p<0,05
a
Não Cortado
Cortado
0.8
a
0.6
a
0.4
0.2
a
a
a
a a
a a
0.0
0
20
40
60
80
91C
100
Tempo (dias)
Figura 16: Variação da taxa de sequestro de carbono dos rametes entre os
tratamentos não cortado e cortado durante o período amostral. O ponto representa o
valor médio e a barra o desvio padrão. Letras iguais (a,a) significam ausência de
diferenças significativas por comparações entre os tratamentos em cada tempo de
amostragem na análise de variância bifatorial seguida do teste a posteriori Unequal N
HSD. (n=15).
46
5.3. Influência do grau trofia do ecossistema sobre o sequestro de carbono de
Typha domingensis Pers.
A Lagoa Jurubatiba apresentou na água as menores concentrações de nutrientes
(nitrogênio total e fósforo total) e as maiores concentrações de oxigênio dissolvido. O
Canal Campos-Macaé apresentou as maiores concentrações de nutrientes e carbono
orgânico dissolvido, e as menores concentrações de oxigênio dissolvido. A Lagoa
Imboassica apresentou as maiores concentrações de clorofila a e concentrações de
nutrientes e oxigênio dissolvido com valores intermediários entre a Lagoa Jurubatiba e o
Canal Campos-Macaé (Tabela 21).
Tabela 21: Variáveis abióticas da água da lagoa Jurubatiba, lagoa Imboassica e do
Canal Campos-Macaé medidas durante as coletas: pH, alcalinidade, salinidade,
condutividade, oxigênio dissolvido, carbono orgânico dissolvido (COD), coloração
(absorvância a 430 nm), nitrogênio (N) total e fósforo (P) total, clorofila a, aporte de
efluentes não tratados, avançado processo de assoreamento e ocupação populacional do
entorno.
Lagoa
Lagoa
Canal
Jurubatiba
Imboassica
Campos-Macaé
pH
6,64
7,1
7,0
Alcalinidade (µEq.L-1)
285,2
837,3
3883,0
0,1
3,1
0,3
294,3µS
5,77mS
4,7 mS
Oxigênio dissolvido (mg.L-1)
5,45
4,3
1,0
COD (mg.L-1)
9,89
8,25
11,95
N total (mg.L-1)
0,77
1,55
19,49
P total (µg.L-1)
15,05
187,86
2991,19
Clorofila a (µg.L-1)
0,98
4,34
0,90
Aporte de efluentes visível
Não
Sim
Sim
Avançado assoreamento
Não
Sim
Sim
Ocupação do entorno
Não
Sim
Sim
Ecossistemas
Variáveis abióticas
Salinidade (ppt)
Condutividade (mS ou µS)
Segundo a classificação do estado trófico de ambientes de água doce a partir das
concentrações de fósforo proposta Wetzel (2001), a Lagoa Jurubatiba é classificada
47
como ecossistema oligotrófico, a Lagoa Imboassica como ecossistema eutrófico e o Canal
Campos-Macaé como ecossistema hipereutrófico (Tabela 22). Esteves e MeirellesPereira (2011) propõem, entretanto, que a classificação trófica de um ecossistema
aquático deve basear-se no maior número possível de características. Assim, outros
parâmetros foram medidos para sustentar a classificação proposta Wetzel (2001).
Analisando os outros parâmetros como, as concentrações de nutrientes, de clorofila a, de
oxigênio dissolvido, o frequente aporte de efluentes não tratados, o processo acelerado
de assoreamento e a ocupação populacional da área de entorno, verificamos que a
classificação obtida para os ecossistemas do presente estudo através da proposta de
Wetzel (2001) é adequada.
Tabela 22: Classificação do estado trófico dos ecossistemas aquáticos em relação
às concentrações de fósforo total segundo Wetzel (2001).
Ecossistema
Classificação
Lagoa Jurubatiba
Ecossistema Oligotrófico
Lagoa Imboassica
Ecossistema Eutrófico
Canal Campos-Macaé
Ecossistema Hipereutrófico
Os valores dos teores médios de carbono dos rametes de Typha domingensis Pers.
foram de 44,50% (desvio padrão de 1,60), 37,07% (desvio padrão de 1,53) e 37,05%
(desvio padrão de 1,48) para Lagoa Jurubatiba, Lagoa Imboassica e Canal Campos-Macaé
respectivamente.
As correlações de Spearman entre a altura dos rametes e o teor de carbono não
foram significativas (p>0,05) para os três ecossistemas mostrando não haver relação
entre o tamanho dos rametes e o teor do carbono (0,21; 0,23 e 0,11 para Lagoa
Jurubatiba, Lagoa Imboassica e Canal Campos-Macaé respectivamente). O resultado do
teste do teste de Kruskal-Wallis ANOVA que testa a igualdade das medianas alturas dos
rametes e do teor de carbono entre os três ecossistema é apresentado na figura 17. Não
foram encontradas diferenças significativas entre as medianas das alturas dos rametes
entre os três ecossistemas (Figura 17), o que já era esperado, pois nos três ecossistemas
foram coletados rametes com a mesma variação de altura. Este resultado então,
comprova que a variação de altura nos três ecossistemas é semelhante e que os valores
48
dos teores de carbono dos rametes em cada ecossistema podem ser reunidos para que
sejam efetuadas comparações.
Foram encontradas diferenças significativas nas comparações par a par entre as
medianas dos teores de carbono dos rametes de T. domingensis do ecossistema
oligotrófico (Lagoa Jurubatiba) com os ecossistemas eutrófico (Lagoa Imboassica) e
hipereutrófico (Canal Macaé-Campos). Não foi encontrada diferença significativa entre
as medianas dos teores de carbono dos rametes T. domingensis entre os ecossistemas
eutrófico e hipereutrófico (Figura 17).
55
a
a
a
2
1
45
b
b
40
35
0
fic
o
fic
o
H
ip
er
eu
tr
ó
tr
ó
Eu
fic
lig
ot
ró
O
óf
ic
tr
eu
er
H
ip
o
o
o
tr
óf
ic
Eu
fic
o
30
lig
ot
ró
O
a
50
3
%C
Altura do ramete (m)
4
Figura 17: Altura do ramete acima do rizoma e teor de carbono de T. domingensis
em ambientes com graus diferenciados de trofia (Lagoa Jurubatiba – oligotrófico, Lagoa
Imboassica – eutrófico e Canal Campos-Macaé – eutrófico). Os boxes representam os
percentis de 25 e 75%, as linhas representam a variação dos dados e a linha do meio
representa a mediana. Letras distintas (a,b) mostram diferenças significativas entre os
ambientes com diferentes graus de trofia (teste de Kruskal-Wallis ANOVA, nível de
significância de 95% e teste a posteriori de múltiplas comparações dos ranks médios
para todos os grupos).
Na tabela 23 são apresentados os resultados da análise de regressão linear entre
a altura e peso de carbono dos rametes coletados nos ambientes com graus
diferenciados de trofia. O ajuste pela regressão linear se mostrou significativo para os
três ecossistemas com porcentagem de explicação de 89%, 87% e 96% para a Lagoa
Jurubatiba, a Lagoa Imboassica e o Canal Campos-Macaé respectivamente.
49
Tabela 23: Resultados das regressões lineares entre a altura acima do rizoma e
peso de carbono de rametes de T. domingensis crescendo em ambientes com graus
diferenciados de trofia (oligotrófico – Lagoa Jurubatiba, eutrófico – Lagoa Imboassica e
hipereutrófico – Canal Macaé-Campos).
Lagoa Jurubatiba (oligotrófico) R2 = 0,89; y = 0,453x + 0,4353
Efeito
Soma dos
quadrados
Graus de
liberdade
Quadrado
médio
F
P
Comprimento
2,014474
1
2,014474
226,5425
0,000000*
Erro
0,248983
28
0,008892
_
_
Lagoa Imboassica (eutrófico) R2 = 0,87; y = 0,5483x - 0,0799
Efeito
Soma dos
quadrados
Graus de
liberdade
Quadrado
médio
F
P
Comprimento
3,232230
1
3,232230
193,4412
0,000000*
Erro
0,467855
28
0,016709
-
-
Canal Campos-Macaé (hipereutrófico) R2 = 0,96; y = 0,8197x - 0,5904
Efeito
Soma dos
quadrados
Graus de
liberdade
Quadrado
médio
F
P
Comprimento
6,127229
1
6,127229
658,7612
0,000000*
Erro
0,260432
28
0,009301
*p<0,05
As retas e os resíduos das regressões lineares obtidas para cada ecossistema com
diferentes graus de trofia são apresentados nas figuras 18 e 19, respectivamente.
Observaram-se diferenças entre as relações de altura e peso de carbono dos rametes
entre os três ecossistemas com diferentes graus de trofia (Figura 18). Os resíduos se
mostraram aleatoriamente distribuídos ao redor da origem (0) evidenciando não haver
outro efeito significativo que explicasse as relações entre altura e peso de carbono
encontradas nos três ecossistemas (Figura 19).
Peso de carbono dos rametes (Log10 g)
50
Oligotrófico
Eutrófico
Hipereutrófico
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Altura dos rametes (m)
3.5
Peso de carbono dos rametes (Log10 g)
Figura 18: Regressões lineares entre a altura acima do rizoma e o peso de
carbono de rametes de T. domingensis crescendo em ambientes com graus diferenciados
de trofia (oligotrófico – Lagoa Jurubatiba, mesotrófico – Lagoa Imboassica e eutrófico –
Canal Campos-Macaé).
Oligotrófico
0.4
Eutrófico
Hipereutrófico
0.2
0.0
-0.2
-0.4
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Altura dos rametes (m)
3.5
Figura 19: Resíduos das regressões lineares entre a altura acima do rizoma e o
peso de carbono de rametes de T. domingensis crescendo em ambientes com graus
diferenciados de trofia (oligotrófico – Lagoa Jurubatiba, eutrófico – Lagoa Imboassica e
hipereutrófico – Canal Campos-Macaé).
O resultado da análise de covariância que testa a diferença entre as inclinações
das retas entre os ecossistemas é apresentado na tabela 24. Foram observadas
51
diferenças significativas nas inclinações entre as retas de regressão linear dos três
ecossistemas (oligotrófico, eutrófico e hipereutrófico). Observa-se que para o ambiente
hipereutrófico a inclinação da reta é mais acentuada comparada aos ambientes
oligotrófico e eutrófico. Comparando as retas de regressão linear do ambiente
oligotrófico com o ambiente eutrófico observa-se que para um mesmo valor de altura do
ramete, o valor do peso de carbono é maior no ambiente oligotrófico. Esta mesma
observação é constatada ao se comparar o ambiente oligotrófico com o ambiente
hipereutrófico. Contudo, acima de 3 m de altura do ramete a relação se inverte: o peso
de carbono torna-se maior para o ambiente hipereutrófico (Figura 18).
Tabela 24: Resultado da análise de covariância (ANCOVA) que testa a igualdade
entre as inclinações das regressões lineares entre a altura acima do rizoma e o peso de
carbono de rametes de T. domingenses crescendo em ambientes com graus diferenciados
de trofia (oligotrófico, eutrófico e hipereutrófico).
Graus de
liberdade
Graus de
liberdade do
erro
F
P
2
84
29,258
<0,0001
52
6. DISCUSSÃO
6.1. A taxa de crescimento e a taxa de sequestro de carbono de Typha domingensis
Pers. na lagoa Jurubatiba
Na lagoa Jurubatiba, a taxa de crescimento absoluto e a taxa de sequestro de
carbono de rametes de T. domingenis apresentaram comportamentos contrários no
decorrer do período amostral. Enquanto a taxa de crescimento diminuiu, a taxa de
sequestro de carbono aumentou (Figura 20).
Figura 20: Resumo dos valores médios da taxa de sequestro de carbono (TSC), da
taxa de crescimento absoluto (TCA) e das alturas durante o período amostral de rametes
de T. domingensis na lagoa Jurubatiba.
A diminuição da taxa de crescimento e o aumento da taxa de sequestro de
carbono com o tempo amostral evidenciam diferentes estratégias de alocação de
recursos durante o desenvolvimento dos rametes de T. domingensis. Palma-Silva (1998)
encontrou que as maiores taxas de crescimento ocorrerem em rametes jovens de T.
domingensis na lagoa Imboassica. Boyd (1970a) relata que a acumulação líquida de
carbono por metro quadrado por macrófitas aquáticas continua até a época de pico da
biomassa (período da florescência), ou seja, até o final do desenvolvimento. Portanto,
nas fases iniciais de desenvolvimento, o investimento é deslocado para o aumento da
53
altura (maior taxa de crescimento) e em períodos tardios do desenvolvimento, onde os
rametes apresentaram as maiores alturas, o investimento é deslocado para o aumento
da biomassa, evidenciado pelos maiores valores de peso de carbono e maiores valores
da taxa de sequestro de carbono (Figura 20). Essas estratégias de crescimento são
corroboradas pelas correlações encontradas entre o tempo de amostragem e a
diminuição da TCA; entre o tempo de amostragem e o aumento da TSC; entre o aumento
tamanho dos rametes e a diminuição da TCA; e entre o aumento do tamanho dos
rametes e o aumento da TSC (Tabela 12).
O ajuste por regressão linear entre a altura e o peso de carbono dos rametes na
lagoa Jurubatiba obteve um elevado poder explicativo (Figura 11). Portanto, a partir da
equação da reta gerada pelo modelo foi possível a determinação indireta do peso de
carbono dos rametes sem a necessidade de cortá-los, através da medida de suas alturas
no campo. Este método simples, de determinação indireta do peso de carbono dos
rametes pela medida da altura, pode ser aplicado em projetos de sequestro de carbono
que utilize a T. domingensis como espécie modelo sem a necessidade de ações
destrutivas para a sua determinação. Para isso, seria apenas necessária a coleta de
alguns rametes, a medição de suas alturas, a determinação de seus pesos secos e a
quantificação de seus teores de carbono. A relação da altura dos rametes com o peso de
carbono seria ajustado por regressão linear e a partir do modelo de regressão gerado, o
peso seco de rametes não coletados poderia ser determinado. Este método deve ser
aplicado em cada ambiente de crescimento de T. domingensis, já que o grau de trofia do
ambiente interfere no teor e na quantidade de carbono de rametes desta espécie
(Figuras 17 e 18, e tabela 24).
Considerando os dados da presente pesquisa visando estratégias de manejo para
projetos de sequestro de carbono pode-se sugerir que o corte de rametes não deve ser
realizado antes que os rametes atinjam pelo menos 1,5m de altura. Neste trabalho foi
encontrado que a partir desta altura os rametes começam a apresentar menores valores
da taxa de crescimento absoluto e maiores valores da taxa de sequestro de carbono.
Contudo, deve-se ressaltar que a incorporação de carbono continua até o período de
inflorescência (BOYD, 1970a), o que não foi atingido na presente pesquisa. Desta forma,
o valor de altura de 1,5m para o corte de rametes objetivando o sequestro de carbono
provavelmente está subestimado. Indivíduos com inflorescência capturados ao longo da
pesquisa (n=2) apresentavam valores médios de altura igual a 2,10m. Considerando a
54
equação da reta gerada pelo modelo de regressão linear entre a altura e o peso de
carbono, estima-se que um ramete de 2,10m de altura tenha acumulado 45,07 gC, valor
este superior ao valor médio de 26,08 gC encontrado com 91 dias de amostragem para
os rametes que tiveram seus crescimentos acompanhados (Tabela 8).
6.2. Typha domingensis Pers. como espécie de planta aquática modelo para
projetos de sequestro de carbono
Vários estudos têm sido desenvolvidos com espécies clássicas utilizadas em
reflorestamentos no Brasil, entre as quais Pinus spp., Eucalyptus spp., Mimosa scabrella,
Araucaria angustifolia entre outras. Estudos conduzidos por Corte (2005) citam alguns
teores encontrados nos fustes de espécies plantadas no Sul do Brasil: Pinus spp. variou
em torno de 41,0%, Bracatinga (Mimosa scabrella) foi 43,4% e Araucária (Araucaria
angustifolia) foi 44,0%. Duarte (1990) em um estudo comparativo com folhas de
diferentes plantas aquáticas encontrou uma concentração de carbono média variando de
24% a 44% da biomassa seca. Nesta pesquisa foram encontrados valores de teores de
carbono variando de 37,05% a 44,50% dependendo do grau de trofia do ecossistema
estudado. Estes valores são próximos aos encontradas em espécies lenhosas utilizadas
em projetos de sequestro de carbono (CORTE, 2005; WATZLAWICK et alii, 2003).
Vale ressaltar que os valores dos teores de carbono dos rametes de T.
domingensis apresentados nesta pesquisa representam o carbono assimilado via
processo fotossintético e o carbono assimilado pelos rametes via tecido de reserva
(rizoma). O carbono assimilado pelos rametes a partir do tecido de rizoma é proveniente
do carbono fixado em períodos de tempos anteriores. Portanto, na quantificação do
sequestro de carbono pelos rametes de T. domingensis assume-se o valor total do
carbono fixado no período presente e em períodos outroras.
Vários pesquisadores de distintas áreas vêm dedicando esforços para descobrir
maneiras viáveis de quantificar a biomassa presente nas florestas, pois isso é essencial
para se ter projetos de MDL fidedignos (SANQUETTA, BALBINOT, 2004). A literatura
demonstra que existem muitas variações em termos de estoques de biomassa, em
diferentes plantios sujeitos a diferentes condições de desenvolvimento, como afirmado
por Watzlawick et alii (2005) e Saidelles et alii (2009). Os teores de carbono, apesar de
apresentarem algumas variações, são bem mais estáveis, oscilando entre 39 e 51%, com
55
média em torno de 45% da biomassa seca (WATZLAWICK et alii, 2003). Portanto, em
função da importância que a variável teor de carbono possui na estimativa dos estoques
de carbono presentes na biomassa das plantas e, em função das diferenças entre os
teores de carbono encontrados em estudos científicos, torna-se importante que mais
estudos demonstrem, para as mais diversas situações, esses valores.
Devido a alta produtividade dos ecossistemas aquáticos costeiros (ESTEVES,
1998a; KNOPPERS, 1994; WETZEL, 2001), valores de incorporação de carbono pelas
plantas aquáticas podem superar os valores das espécies arbóreas utilizadas nos
projetos de sequestro de carbono. Paixão et alii (2006) encontrou um estoque de
carbono de 47,7 t.ha-1 para um plantio de Eucalypitus grandis, com seis anos de idade, no
município de Viçosa no estado do Espírito Santo. Utilizando os valores de produtividade
média encontrados para T. domingenis na lagoa Imboassica por Palma-Silva (1998); o
teor de carbono de 37,07% encontrado nesta pesquisa; e dois períodos completos de
desenvolvimento por ano para os rametes de T. domingensis; estima-se que um hectare
de regiões colonizadas por esta espécie sequestre 8,00 t.ano-1. Reis (1994) encontrou
valores similares em plantios de eucalipto para celulose (10,32 t.ano-1). Levando em
consideração os seis anos do plantio de eucalipto mostrado por Paixão et alii (2006), a
incorporação de carbono por T. domingensis pode chegar a 48,05 t.ha-1 . Este valor é,
então, semelhante ao valor encontrado para a espécie arbórea mais utilizada em
projetos de sequestro de carbono, o eucalipto. Ressalta-se que para estes valores serem
atingidos é necessário o manejo constante dos rametes para retirada da biomassa
acumulada.
Portanto, podemos concluir que devido à sua sua ampla distribuição nos
ecossistemas costeiros do Brasil e na região Norte Fluminense (ARAÚJO et alii, 1998;
ESTEVES, 1998a; FURTADO, ESTEVES, 1997; PALMA-SILVA, 1998), sua expressiva taxa
de sequestro de carbono e seu teor de carbono comparado as espécies lenhosas, T.
domingensis, poderia ser uma espécie de planta aquática modelo para projetos de
sequestro de carbono nos ambientes aquáticos costeiros brasileiros.
56
6.3. A influência do grau de trofia do ecossistema sobre os valores do teor e do
peso de carbono dos rametes de Typha domingensis Pers.
Os resultados desta pesquisa demonstram que o estado trófico do ecossistema
aquático influencia o peso seco de carbono e o teor de carbono de rametes de T.
domingensis. O acúmulo de carbono no ecossistema oligotrófico é maior do que nos
ecossistemas eutrofizados. Isto foi evidenciado pelo maior valor do teor de carbono e
maior valor do peso de carbono de rametes de T. domingensis na Lagoa Jurubatiba
(oligotrófico), em comparação com a Lagoa Imboassica e o canal Campos-Macaé
(ecossistemas eutróficos). Boyd (1971) encontrou o mesmo padrão para lagos
oligotróficos americanos, onde as comunidades de macrófitas apresentaram maior
biomassa do que em lagos eutróficos. Uma explicação possível para o padrão encontrado
seria aumento da população de algas filamentosas, especialmente no ecossistema
eutrófico. Estas algas reduzindo a penetração da luz acabam reduzindo o crescimento
das macrófitas enraizadas no sedimento. (ESTEVES, MEIRELLES-PEREIRA, 2011).
Entretanto, não foi observada a presença dessas algas nos dois ecossistemas eutróficos
neste estudo.
Outro fator importante que poderia explicar o menor acúmulo de carbono dos
rametes de T. domingensis na lagoa de Imboassica e canal Campos-Macaé em relação ao
acúmulo de carbono dos rametes da lagoa Jurubatiba, é a grande produção de sulfeto de
hidrogênio (H2S) nesses ambientes. Isso foi verificado durante as coletas de campo pelo
cheiro intenso quando os rametes foram removidos do sedimento na lagoa Imboassica e
no canal Campos-Macaé. Esse gás é extremamente tóxico e pode causar a morte das
raízes (ESTEVES, FIGUEIREDO-BARROS, PETRUCIO, 2011) o que reduziria a biomassa
de T. domingensis nos ecossistemas eutróficos. Entretanto, o gás sulfídrico só se mantém
na ausência de oxigênio, e na presença deste, se torna instável sendo oxidado. Como o
sistema de aerênquima de T. domingensis promove a oxigenação de seu sistema
radicular, mesmo havendo sulfeto de hidrogênio no ambiente, este não afetaria seu
sistema de raízes, sendo oxidado antes que pudesse causar prejuízos.
Por fim, outra explicação possível para os menores valores encontrados do peso
de carbono e do teor de carbono para os ecossistemas eutrofizados em comparação com
o ecossistema oligotrófico seria o rápido crescimento da T. domingensis em águas
enriquecidas. Vários autores têm avaliado as taxas de crescimento de macrófitas
57
aquáticas em experimentos de campo e laboratório, sendo que as taxas mais elevadas
têm sido obtidas em águas com altas concentrações de nutrientes (BINI et alii, 1999;
CAMARGO et alii, 2003; ESTEVES, 1998a; FINLAYSON, 1984; LOPES-FERREIRA, 2000;
PALMA-SILVA, 1998; REDDY, DEBUSK, 1984, 1985). Palma-Silva (1998), ao avaliar o
crescimento e produção de T. domingensis na lagoa Imboassica, constatou maiores taxas
de crescimento de indivíduos localizados próximos às entradas de efluentes domésticos
ricos em nutrientes. Assim, nas águas eutrofizadas, o crescimento rápido está sendo
favorecido fazendo com os rametes rapidamente atinjam maiores alturas, com
consequente menor tempo para retenção de carbono (menor teor de carbono). Na lagoa
Jurubatiba, devido a menor concentração de nutrientes do ecossistema (Tabela 21), o
crescimento é mais lento o que resulta em maior tempo para acúmulo da biomassa.
Corroborando com esta explicação, foram também observadas diferenças
significativas entre as relações da altura e do peso de carbono dos rametes para os
ecossistemas com graus diferenciados de trofia (Figura 18 e tabela 24). A relação no
ambiente hipereutrófico é mais acentuada que nos ambientes oligotrófico e eutrófico
evidenciada pela maior inclinação da reta de regressão linear (Figura 18). Comparando
as retas de regressão do ambiente oligotrófico (lagoa Jurubatiba) com o ambiente
hipereutófico (lagoa Imboassica) se observa um maior valor de peso de carbono em
relação à altura do ramete para o ecossistema oligotrófico (Figura 18). O menor valor de
peso de carbono no ambiente hipereutrófico está relacionado à elevada taxa de
crescimento neste ambiente devido as maiores concentrações de nutrientes (PALMASILVA, 1998). Contudo, quando os rametes superam 3 m de altura, o peso de carbono em
relação à altura do ramete é maior no ambiente hipereutrófico. A partir desta altura,
provavelmente os rametes já se encontram no estado de desenvolvimento que apresenta
como estratégia adaptativa, o acúmulo da biomassa. Portanto, fica evidente que para
projetos de sequestro de carbono em ecossistemas eutrofizados, o corte de rametes deve
ser realizado quando estes atingem alturas superiores a 3 m de altura ou em períodos do
desenvolvimento próximos ao período de floração. A partir desta altura cada ramete
apresenta peso de carbono médio de 198,56 g. Como T. domingensis comumente é
utilizada no tratamento de efluentes, além da importância na depuração dos efluentes,
essa planta se mostra muito eficiente no sequestro de carbono justificando sua utilização
em projetos de MDL.
58
O fato dos valores do teor de carbono de T. domingensis variarem em função do
grau de trofia do ecossistema inviabiliza a utilização de estimativas de estoque de
carbono a partir de índices genéricos por meio da multiplicação do valor da biomassa
encontrado pelo seu teor de carbono. Muitos trabalhos vêm adotando ou recomendando
esse teor como um valor genérico de 50% do peso da biomassa (GORGENS et alii, 2005;
FUKUDA et alii, 2003; SOARES, OLIVEIRA, 2002; FANG et alli, 2001). Quando não se tem
a informação da quantidade de carbono para a espécie arbórea de interesse, o Painel
Intergovernamental de Mudanças Climáticas – IPCC (1996) recomenda o uso do fator 0,5
para converter biomassa seca em carbono (GORGENS et alii, 2005). Para as plantas
aquáticas comumente é utilizado à multiplicação da matéria orgânica seca por 0,46
como proposto por Westlake (1965). Entretanto, a adoção de um valor geral pode
acarretar superestimativas ou subestimativas de estoques de carbono, ou seja, uma
fonte de erro que pode ser evitada se os teores corretos forem empregados. Proponho
que a partir dos dados aqui apresentados, o teor de carbono deva ser determinado para
cada espécie em cada ecossistema, pois este varia em função da espécie e do grau de
trofia do ecossistema.
6.4. O corte de rametes como estratégia de manejo para projetos de sequestro de
carbono com Typha domingensis Pers.
T. domingensis é frequentemente utilizada em sistemas manejados de tratamento
de efluentes (CONTE et alii, 1992; DINIZ et alii, 2005; ESCOSTEGUY et alii, 2008;
ESTEVES e MEIRELLES-PEREIRA, 2011; FERREIRA, 1998a, 1998b; FIA et alii, 2010;
MAZZOLA et alii, 2005; SOUSA et alii, 2000;). Entre as estratégias de manejo da T.
domingensis quando estas são utilizadas na depuração de águas eutrofizadas estão à
remoção de rametes (ESTEVES, 1998b) e o corte dos rametes. Reddy e DeBusk (1987)
sugerem que a remoção natural das partes emergentes de Typha é suficiente para
assegurar uma eficiente retirada de nutrientes do sistema.
Para projetos de sequestro de carbono, o corte de rametes parece ser uma boa
estratégia de manejo, pois permite o rebrotamento deste após o corte. Entretanto, quase
não existem estudos que investiguem se o corte de rametes pode afetar ou não a
incorporação de carbono. Nesta pesquisa, apesar dos rametes que foram cortados terem
apresentado maiores taxas de crescimento logo após o evento de corte em relação aos
59
rametes não cortados (Tabelas 13 e 14; e figura 15), como o passar do tempo amostral
passaram a não mais apresentar diferenças significativas das TCA’s e das TSC’s entre os
tratamentos não cortado e cortado (Figuras 15 e 16). Silveira (2007), também não
detectou diferenças significativas entre taxas de crescimento de rametes cortados e não
cortados em um estande de T. domingensis na várzea do rio Maquiné, RS. Portanto, o
corte na altura da lâmina d´água de rametes de T. domingensis não afeta nem a taxa de
crescimento nem a taxa de sequestro de carbono, mostrando ser uma estratégia eficaz
de manejo para projetos que utilizem a T. domingensis como sequestradora de carbono e
como depuradora de ambientes eutrofizados.
O método de corte de rametes e folhas é comumente realizado por extrativistas
que utilizam a biomassa da T. domingensis para a produção de artesanato. Este método
pode ser considerado sustentável, do ponto de vista da espécie, pois mantém o rizoma
intacto permitindo o rebrote. A preferência de coleta é dada a rametes verdes e viçosos
que possuem uma fibra de melhor qualidade para a confecção de artefatos artesanais
(SILVEIRA, 2007). Portanto, com objetivo de uma maior incorporação de carbono nas
peças artesanais, propõe-se que a partir dos resultados desta pesquisa, o corte seja
realizado quando os rametes tenham altura superior a 1,5 m.
6.5. Projetos de adaptação e mitigação das mudanças climáticas utilizando Typha
domingensis Pers.
Os projetos de sequestro de carbono utilizando T. domingensis poderiam se eleger
nos mecanismos de desenvolvimento limpo com a sistematização de procedimentos
para o acompanhamento do carbono incorporado na biomassa e com a criação de meios
que utilizassem esta biomassa evitando o retorno do carbono à atmosfera. Um exemplo
de projeto que poderia se enquadrar nesses parâmetros é o tratamento de efluentes por
sistemas manejados utilizando T. domingensis. A quantificação do carbono se daria por
estimativas do peso de carbono através da simples medida da altura dos rametes. Tal
relação seria previamente estabeleceria por ajustes por regressões lineares entre o teor
de carbono e a altura dos rametes. Para assegurar que o carbono sequestrado não
retorne a atmosfera, a biomassa da T. domingensis poderia ter diversos fins, entre eles
estão, a produção de artesanato (ESTEVES, 1998a; THOMAZ, ESTEVES, 2011), a sua
60
utilização na construção civil (FERREIRA, BERALDO, 2003) e como matéria prima para a
confecção de móveis e de celulose (KISSMANN, GROTH, 1997).
Como as fibras da T. domingensis são utilizadas em todo Brasil na confecção de
cestos, esteiras, chapéus, sandálias e vários objetos de decoração de residências
(ESTEVES, 1998a, THOMAZ, ESTEVES, 2011), as cooperativas de artesanato que utilizam
T. domingensis como matéria prima poderiam se beneficiar através da incorporação de
um valor agregado ao preço de seu produto pela quantificação do carbono estocada em
cada peça de artesanato que fosse comercializada. Essa proposta se enquadraria na
definição de adaptação às mudanças climáticas, onde a cooperativa de artesanato se
aproveitaria da oportunidade gerada pela valorização de iniciativas que evitem ou
minimizem a emissão de carbono para a atmosfera a partir da problemática das
mudanças climáticas.
Analisando peças artesanais produzidas com T. domingensis e tomando como
base o teor de carbono de 44,5% encontrado nesta dissertação para rametes de T.
domingensis que cresceram na lagoa Jurubatiba, um ambiente natural e não eutrofizado
pôde-se fazer uma estimativa do peso de carbono incorporado em cada peça artesanal.
Foram escolhidas peças de bolsas artesanais retiradas do sítio eletrônico da empresa
Aldeia das Artes (2013), (Figura 21).
A
B
C
D
Figura 21: Diferentes bolsas artesanais (A, B, C e D) produzidas com fibras de T.
domingensis (fotos de Aldeia das Artes, 2013).
61
Na tabela 25 são mostradas as especificações de cada bolsa apresentada na figura
21 com seu peso total e seu peso de carbono. O valor do peso de carbono de cada peça
chega a ser quase metade do valor do peso da própria peça. Com a utilização da fibra de
T. domingensis nas peças artesanais, garante-se o não retorno do carbono sequestrado
durante a fotossíntese. Assim, com a aquisição do produto artesanal o consumidor
estaria também contribuindo para a diminuição da emissão de gases de feito estufa para
a atmosfera.
Tabela 25: Especificações, peso total e peso de carbono das bolsas artesanais,
mostradas na figura 20, produzidas com palha de T. domingensis e vendidas no sítio
eletrônico da empresa Aldeia das Artes (2013).
Bolsa
Especificações
Peso total
Peso de carbono
A
34x34 cm
300,00g
136,50g
B
28x18 cm
200,00g
89,00g
C
28x18 cm
250,00g
111,25g
D
30x22 cm
380,00g
169,10g
A quantidade de emissões evitadas com essa iniciativa é subestimada, pois não
está sendo avaliado o carbono que se deixou de emitir pela decomposição da T.
domingensis e pela emissão de metano (THOMAS, ESTEVES, 2011) caso ela continuasse
no ecossistema. Além disso, não estão sendo avaliadas as emissões de carbono que se
evitou caso fosse utilizado algum outro material sintético na produção da bolsa, como
plásticos e materiais de alumínio. Somente pelo processo industrial de produção de
plásticos estima-se a emissão de 1,30 a 9,10 Kg de CO2 eq (CO2 equivalente) para cada
quilo de plástico produzido (VINK et alii, 2010). Na produção de alumínio o valor
estimado varia de 2,7 a 7,1 Kg de CO2 eq para cada quilo de alumínio produzido
(CARDOSO et alii, 2011). CO2 equivalente é uma medida utilizada para comparar
emissões de vários gases de efeito estufa baseado no potencial de aquecimento global de
cada um deles. O dióxido de carbono equivalente é o resultado da multiplicação da
quantidade do gás emitido pelo seu potencial de aquecimento global. Assim, por
exemplo, uma tonelada de metano (CH4), por possuir um efeito 23 vezes superior ao
dióxido de carbono, equivale a 23 toneladas de CO2 equivalente.
62
Além de bolsas, vários outros objetos de uso comum podem ser comercializados
como lixeiras, descansos de mesa, esteiras, porta jornais, poltronas e até móveis.
Portanto, ao adquirir um produto artesanal confeccionado com a fibra da T. domingensis,
o consumidor estaria deixando de emitir carbono por não utilizar materiais sintéticos
como plástico, que possui um processo produtivo com elevada emissões de gases de
efeito estufa, e também estaria deixando de emitir carbono pela incorporação do
carbono na biomassa vegetal e o seu não retorno ao ambiente. O aumento de mercado
das peças artesanais a partir dessa iniciativa deve-se ao fato do consumidor agregar
valor a produtos mitigadores das mudanças climáticas, tema muito explorado pelas
mídias de comunicação. Portanto, a quantificação do carbono estocado em cada peça
artesanal pode ser concebida como uma iniciativa de adaptação às mudanças climáticas.
Os resultados apresentados nesta pesquisa podem servir para tomadas de
decisões estratégicas quanto à avaliação dos ambientes aquáticos no ciclo global do
carbono e na emissão e mitigação de gases de efeito estufa. Espera-se que os resultados
aqui apresentados incentivem a criação de projetos que utilizem os serviços ambientais
e a biomassa da T. domingensis em projetos de adaptação e mitigação das mudanças
climáticas. Espera-se também que T. domingensis seja utilizada como a espécie de planta
aquática modelo para sequestro de carbono nos ambientes aquáticos, como acontece
com o eucalipto nos ambientes florestais.
63
7. CONCLUSÕES

Na lagoa Jurubatiba, os rametes de Typha domingensis Pers. apresentaram
maiores valores de TCA e menores de TSC nos primeiros períodos amostrais e
menores valores de TCA e maiores de TSC nos últimos períodos amostrais. Os
distintos comportamentos da TCA e da TSC em função do tempo evidenciam
diferentes estratégias de alocação de recursos durante o desenvolvimento dos
rametes de T. domingensis.

Objetivando o sequestro de carbono, o corte de rametes de T. domingensis não
deve ser realizado quando estes tenham alturas inferiores a 1,5 m, pois foi
somente a partir desta altura que se observou os maiores valores da TSC
(incorporação de carbono). Para ambientes eutrofizados o corte deve ser
realizado quando os rametes atinjam alturas superiores a 3 m.

A partir de ajustes por modelos de regressão linear entre a altura e o peso de
carbono, é possível a determinação indireta do peso de carbono de rametes de T.
domingensis sem a necessidade de medidas destrutivas para sua obtenção. Este
método simples pode ser utilizado em projetos de sequestro de carbono que
utilizem T. domingensis como espécie modelo.

Os valores do teor de carbono dos rametes de T. domingensis encontrados nesta
pesquisa são equivalentes aos valores de teor de carbono encontrados em
espécies lenhosas utilizadas em projetos de sequestro de carbono.

O grau de trofia dos ecossistemas estudados influenciaram os valores do teor de
carbono e do peso de carbono de rametes de T. domingensis. No ambiente
oligotrófico, os rametes provavelmente cresceram mais lentamente que nos
ambientes eutrofizados tendo assim, mais tempo para acumular carbono. Esta
evidência faz que rametes de mesmo tamanho tenham mais carbono acumulado
no ecossistema oligotrófico em comparação com os ecossistemas eutrofizados.
Contudo, quando os rametes atingem alturas superiores a 3 m essa relação se
inverte.

O teor de carbono de cada projeto que utilize T. domingensis como espécie
sequestradora de carbono deve ser quantificado, evitando o uso de índices
genéricos que podem subestimar ou superestimar a quantidade de carbono
sequestrado.
64

Devido à sua ampla distribuição, sua expressiva taxa de sequestro de carbono e
seus valores de teor de carbono, comparados às espécies lenhosas, T. domingensis
poderia ser uma espécie de planta aquática modelo para projetos de sequestro de
carbono nos ambientes aquáticos brasileiros.

O corte na altura da lâmina d’água não afeta a TCA e a TSC, portanto, esta pode
ser uma estratégia de manejo eficaz para projetos de sequestro de carbono que
utilizem T. domingensis.

Como é proposto nesta pesquisa, estações manejadas de tratamento de efluentes
utilizando T. domingensis podem se candidatar a projetos inseridos nos
mecanismos de desenvolvimento limpo a partir da sistematização dos métodos
de quantificação do carbono estocado pelo crescimento dos rametes, e partir de
propostas de usos para o carbono estocado, evitando o seu retorno à atmosfera.

Como estratégia de adaptação às mudanças climáticas, as cooperativas de
artesanato que utilizem T. domingensis como matéria prima podem ser beneficiar
pela agregação de valor ao produto artesanal produzido através da quantificação
do carbono estocado em cada peça artesanal. O consumidor ao adquirir o produto
estaria contribuindo com a mitigação das emissões de gases de efeito estufa para
a atmosfera.
65
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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